FR2829151A1 - PROCESS FOR OBTAINING PROCESSED CORN PLANTS WITH IMPROVED DIGESTIBILITY CHARACTERISTICS, CORN PLANTS OBTAINED BY THE PROCESS AND USES - Google Patents

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Magalie Pichon
Michel Beckert
Isabelle Nadaud
Deborah Goffner
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Institut National de la Recherche Agronomique INRA
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Abstract

La présente invention concerne l'utilisation d'un polynucléotide modulant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs codée par la séquence nucléotidique SEQ ID N°1, dans un procédé d'obtention de plants de maïs à caractéristiques de digestibilité améliorées ayant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et ayant une teneur en lignine modifiée restant compatible avec le développement normal de la plante. Application à l'amélioration de la digestibilité du maïsThe present invention relates to the use of a polynucleotide modulating the synthesis of corn methyltransferase COMT encoded by the nucleotide sequence SEQ ID No. 1, in a process for obtaining corn plants with improved digestibility characteristics having a ratio between the S and G units of the modified lignin and having a modified lignin content remaining compatible with the normal development of the plant. Application to improving the digestibility of corn

Description

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La présente invention se rapporte au domaine de l'amélioration des caractéristiques de digestibilité du maïs, en modifiant la composition et la teneur des lignines.  The present invention relates to the field of improving corn digestibility characteristics by modifying the composition and content of lignins.

ART ANTERIEUR
Le maïs ensilé est un aliment intéressant à plusieurs points de vue.
PRIOR ART
Ensiled corn is an interesting food from many points of view.

Pour l'agriculteur, le rendement au champ du maïs est relativement élevé, la récolte et le stockage sont aisés. Pour les animaux, en particulier pour les vaches laitières, les qualités nutritionnelles du maïs ensilé sont stables et peuvent aisément être complimentées en protéines par d'autres ensilages de fourrage ou par des tourteaux de soja. Ces qualités nutritionnelles permettent la persistance de la production laitière. Ainsi, un mélange d'ensilage de maïs et d'ensilage de fourrage permet de valoriser l'utilisation des protéines du fourrage dont la solubilité (50%) est très élevée et très rapide au niveau du rumen de la vache (Léonard, 1996). Le faible contenu en calcium et en potassium de l'ensilage de maïs permet de diluer l'importante teneur de ces éléments dans l'ensilage de fourrage, notamment ceux de l'ensilage de légumineuses et d'obtenir un équilibre quasi parfait entre l'énergie et les protéines du début à la fin de la lactation. L'ensilage est souvent un élément qui aide l'éleveur à maîtriser le synchronisme énergie- protéine. Etant donné les qualités nutritionnelles du maïs d'ensilage, la culture de ce type de fourrage est très répandue et couvre plus de 3 millions d'hectares dans l'Union Européenne. L'optimisation des qualités de l'ensilage de maïs consiste à augmenter l'énergie nette fournie par ce type d'alimentation en améliorant sa digestibilité. For the farmer, the field yield of maize is relatively high, harvesting and storage are easy. For animals, especially for dairy cows, the nutritional qualities of ensiled corn are stable and can easily be supplemented with protein by other forage silage or soybean meal. These nutritional qualities allow the persistence of milk production. Thus, a mixture of corn silage and fodder silage makes it possible to valorize the use of fodder proteins whose solubility (50%) is very high and very fast in the rumen of the cow (Léonard, 1996). . The low calcium and potassium content of corn silage dilutes the high content of these elements in forage silage, particularly legume silage, and achieves a near perfect balance between energy and proteins from the beginning to the end of lactation. Silage is often an element that helps the farmer to master energy-protein synchrony. Given the nutritional qualities of silage maize, the cultivation of this type of forage is widespread and covers more than 3 million hectares in the European Union. Optimizing the quality of corn silage involves increasing the net energy provided by this type of feed by improving its digestibility.

Un facteur important de diminution de digestibilité du maïs fourrage est lié à la présence dans les parois des cellules végétales de composés phénoliques, en particulier des lignines. Les lignines établissent différents type de liaison avec les autres constituants pariétaux pour former un maillage serré qui gène l'accessibilité des glucides aux enzymes digestives, principale source d'énergie pour les herbivores. Selon leur stade de maturité, les plantes ne posséderaient pas le même type de lignines déposées sur leurs parois cellulaires. L'augmentation de la lignification au cours de la maturation de la plante provoque une diminution de la digestibilité de cette plante (Bentley, 1959 et Grabber et al., 1992). Il est difficile de corréler la réduction  An important factor in decreasing digestibility of maize forage is related to the presence in the walls of plant cells of phenolic compounds, in particular lignins. Lignins establish different types of binding with other parietal constituents to form a tight mesh that impedes the accessibility of carbohydrates to digestive enzymes, the main source of energy for herbivores. Depending on their stage of maturity, the plants do not have the same type of lignin deposited on their cell walls. The increase in lignification during plant maturation causes a decrease in the digestibility of this plant (Bentley, 1959 and Grabber et al., 1992). It is difficult to correlate the reduction

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de la digestibilité des plantes au cours de leur maturation avec le contenu en lignines, la composition en lignines, la structure des lignines, ou avec tout autre composant pariétal étant donné les changements dans les constituants chimiques et la structure physique associés à la maturation de la plante.  of the digestibility of plants as they ripen with lignin content, lignin composition, lignin structure, or with any other parietal component given the changes in chemical constituents and physical structure associated with ripening of the plant. plant.

Par conséquent, une des voies privilégiées d'amélioration des qualités du maïs d'ensilage concerne la modification de la composition et de la teneur en lignine des plantes fourragères. En effet, une faible diminution de la teneur en lignine conduit à une forte amélioration de la digestibilité. Une expérimentation menée par Emile (1995) démontre qu'une variété plus digeste permet d'augmenter le niveau de production de lait de plus d'un kilogramme et la prise de poids des vaches de 22 kg par rapport à une variété moins digeste. Ainsi, plus la variété est digeste plus la production laitière est élevée et moins la perte d'état de chair est importante.  Therefore, one of the preferred ways of improving the quality of silage corn is to change the composition and lignin content of forage plants. Indeed, a small decrease in the lignin content leads to a strong improvement in digestibility. An experiment conducted by Emile (1995) shows that a more digestible variety can increase the level of milk production by more than one kilogram and the weight gain of cows by 22 kg compared to a less digestible variety. Thus, the more digestible the variety, the higher the milk production and the lower the loss of flesh condition.

Les maïs de type Brown midrib, en particulier les maïs bm3, possèdent une digestibilité fortement augmentée par rapport aux maïs conventionnels et améliorent significativement la production laitière. Ces maïs bm3 diffèrent des maïs normaux par une teneur fortement réduite en lignine (jusqu'à 40%) et des rapports unités S (alcool sinapylique)/unités G (alcool coniférylique) modifiés. Cependant, les inconvénients des maïs bm3 tels qu'un rendement en champ moindre, une susceptibilité à la verse accrue, un manque de croissance et de vigueur en début de végétation et un retard à la floraison en empêchent l'exploitation (Barrière et Argillier (1993)).  Brown midrib maize, especially bm3 maize, has a greatly increased digestibility compared to conventional maize and significantly improves milk production. These bm3 maize differ from normal maize by a greatly reduced lignin content (up to 40%) and modified S units (sinapyl alcohol) / G unit (coniferyl alcohol) ratios. However, the disadvantages of corn bm3 such as a lower field yield, an increased susceptibility to lodging, a lack of growth and vigor at the beginning of vegetation and a delay in flowering prevent its exploitation (Barrière and Argillier ( 1993)).

La lignine est un composé majeur de la paroi des cellules du sclérenchyme et du xylème des plantes vasculaires. Elle joue un rôle important dans les fonctions conductrices du xylème en réduisant la perméabilité hydrique des parois cellulaires. Dans les tissus lignifiés, elle intervient comme agent de liaison intercellulaire. Elle est responsable de la rigidité des parois cellulaires et du port dressé des végétaux et participe à la résistance des plantes aux agressions mécaniques (vent, blessure...) ou infection par des pathogènes, tolérance aux stress thermique et hydrique.  Lignin is a major component of the cell wall of sclerenchyma and xylem of vascular plants. It plays an important role in the conductive functions of the xylem by reducing the water permeability of the cell walls. In lignified tissues, it acts as an intercellular binding agent. It is responsible for the rigidity of the cell walls and the upright growth of plants and contributes to the resistance of plants to mechanical aggression (wind, injury ...) or infection by pathogens, tolerance to heat and water stress.

En général, il est considéré que la lignine est un polymère insoluble de
3 monomères d'alcools ou monolignols : l'alcool p-coumarylique (unités H), l'alcool coniférylique (unités G) et l'alcool sinapylique (unités S). Chaque type de précurseurs peut former une variété de liaisons avec d'autres précurseurs et ainsi constituer la lignine. D'autres liaisons peuvent également s'établir
In general, it is considered that lignin is an insoluble polymer of
3 monomers of alcohols or monolignols: p-coumaryl alcohol (H units), coniferyl alcohol (G units) and sinapyl alcohol (S units). Each type of precursor can form a variety of bonds with other precursors and thus constitute lignin. Other connections may also be established

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avec d'autres composés pariétaux (polysaccharides et protéines) pour former un réseau complexe tridimensionnel. Le contenu et la composition des lignines varient entre les grands groupes de végétaux supérieurs et entre espèces. Les deux classes majeures sont les lignines de gymnospermes qui contiennent principalement des unités G et une petite proportion d'unités H, et les lignines d'angiospermes qui contiennent à la fois des unités S, G et en faible proportion des unités H (Whetten et al., 1998). Les lignines de monocotylédones, et, plus particulièrement des céréales sont les plus complexes. Elles sont constituées des 3 unités H, G, S auxquelles se rajoutent en proportion importante des acides hydroxycinnamiques (acide férulique et coumarique) liés par des liaisons éthers ou esters. Cette hétérogénéité structurale se rencontre également au sein d'un même végétal, en fonction de l'organe considéré mais également en fonction du stade de développement et de la localisation dans la paroi (Lewis et Yamamoto, 1990)).  with other parietal compounds (polysaccharides and proteins) to form a complex three-dimensional network. The content and composition of lignins vary between large groups of higher plants and between species. The two major classes are gymnosperm lignins which contain mainly G units and a small proportion of H units, and angiosperm lignins which contain both S, G units and a small proportion of H units (Whetten et al. al., 1998). Monocotyledonines lignins, and more particularly cereals are the most complex. They consist of 3 units H, G, S to which are added in significant proportion of hydroxycinnamic acids (ferulic acid and coumaric) linked by ether bonds or esters. This structural heterogeneity is also found within the same plant, depending on the organ considered, but also depending on the stage of development and localization in the wall (Lewis and Yamamoto, 1990).

La voie de biosynthèse des lignines est représentée sur la Figure 1.  The lignin biosynthetic pathway is shown in Figure 1.

Bien que la voie de biosynthèse des lignines soit beaucoup étudiée, de nombreuses étapes sont encore incomprises notamment celles impliquées dans la méthoxylation. Although the biosynthesis pathway of lignins is much studied, many steps are still misunderstood including those involved in methoxylation.

L'hypothèse actuelle de la voie de biosynthèse des monolignols considère que le réseau métabolique aboutissant à la formation des unités S et G fait intervenir des réactions successives d'hydroxylation et de 0- méthylation. La voie de biosynthèse des phénylpropanoides débute par la conversion de la phénylalanine en acide cinnamique sous l'action de la
Phénylalanine-Ammonia-Lyase (PAL). Le produit de l'activité PAL sur la phénylalanine est l'acide trans-cinnamique qui est un substrat de la cinnamate-4-hydroxylase (C4H), une P450-hydroxylase. La C4H hydroxyle la position 4 du cinnamate pour produire l'acide p-coumarique. Chez les monocotylédones, l'acide p-coumarique résulte de l'action de la Tyrosine-
Ammonia-Lyase (TAL) sur la tyrosine.
The current hypothesis of the monolignol biosynthesis pathway considers that the metabolic network leading to the formation of S and G units involves successive reactions of hydroxylation and O-methylation. The phenylpropanoides biosynthesis pathway begins with the conversion of phenylalanine to cinnamic acid under the action of
Phenylalanine-Ammonia-Lyase (PAL). The product of the PAL activity on phenylalanine is trans-cinnamic acid which is a substrate of cinnamate-4-hydroxylase (C4H), a P450-hydroxylase. C4H hydroxylates the 4-position of cinnamate to produce p-coumaric acid. In monocotyledons, p-coumaric acid results from the action of Tyrosine
Ammonia-Lyase (TAL) on tyrosine.

L'ensemble des enzymes intervenant ultérieurement dans le réseau métabolique ont fait l'objet de revues (Boudet et al., 1995 ; Dixon et al., 2001 ;
Whetten et al., 1998, Li et al., 2000), elles incluent : des O-méthyitransférases ayant des désignations distinctes selon les espèces : l'acide caféique 3-0-méthyltransférase (COMT)
All of the enzymes involved later in the metabolic network have been reviewed (Boudet et al., 1995, Dixon et al., 2001;
Whetten et al., 1998, Li et al., 2000), they include: O-methyltransferases with distinct designations according to the species: caffeic acid 3-O-methyltransferase (COMT)

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également désignée acide caféique O-méthyltransférase (COMT), 0- méthyltransférase COMT ou encore de manière préférentielle dans le texte méthyltransférase COMT ou la 5-hydroxyconiféryl aldéhyde O-méthyltransférase (AldOMT) et la Caféoyl coenzyme A 3-0- méthyltransférase (CCOAMT), des hydroxycinnamate coenzyme A ligases (4CL), - une férulate 5-hydroxylase (F5H) à cytochrome P450, ta p-coumarate-hydroxylase (C3H), et plusieurs isoformes de Cinnamyl Co A réductase (CCR) et de
Cinnamyl alcool déhydrogénase (CAD).
also known as caffeic acid O-methyltransferase (COMT), O-methyltransferase COMT or, preferably, in the text methyltransferase COMT or 5-hydroxyconiferyl aldehyde O-methyltransferase (AldOMT) and the Caffeine coenzyme A 3-0-methyltransferase (CCOAMT) , hydroxycinnamate coenzyme A ligases (4CL), ferulose 5-hydroxylase (F5H) cytochrome P450, p-coumarate hydroxylase (C3H), and several isoforms of Cinnamyl Co A reductase (CCR) and
Cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD).

L'étape terminale de polymérisation des monolignols fait vraisemblablement intervenir des enzymes pariétales, peroxydases et/ou laccases.  The final stage of polymerization of monolignols probably involves parietal enzymes, peroxidases and / or laccases.

Les enzymes catalysant les étapes de méthylation sont les 0- méthyltransférases. Les O-méthyltransférases (S-adénoxyl-L-méthionine 0- méthyltransférases, EC 2.1. 1.6) jouent un rôle important dans la biosynthèse des monolignols. Il est actuellement admis que la COMT interviendrait préférentiellement dans la synthèse des unités S et la CCoAOMT dans la synthèse des unités G.  The enzymes catalyzing the methylation steps are O-methyltransferases. O-methyltransferases (S-adenoxyl-L-methionine O-methyltransferases, EC 2.1.1.6) play an important role in the biosynthesis of monolignols. It is currently accepted that COMT would intervene preferentially in the synthesis of S units and CCoAOMT in the synthesis of G units.

La COMT permettrait la méthylation des formes libres d'acides hydroxycinnamiques : l'acide caféique et l'acide 5-hydroxyférulique en introduisant respectivement un ou deux groupes méthoxy dans les monomères de lignines (Davin and Lewis, 1992). Récemment, il a été montré chez le peuplier que la COMT est en fait une 5-hydroxyconiféryl aldéhyde 0- méthyltransférase (AldOMT). En effet, le 5-hydroxyconiféraldéhyde est le substrat préférentiel de l'AldOMT. Ainsi, pour Li et al. (2000), il existe chez les angiospermes ligneux, deux voies distinctes d'hydroxylation/méthylation conduisant respectivement aux unités S et G : la CCoA3H (Coumaroyl CoA

Figure img00040001

3-hydroxylase)/CCoAOMT, avec la 4CL, la CCR et la CAD sont associés à la synthèse des unités G, et la CAld5H (Coniféraldéhyde 5- hydroxylase)/AldOMT se connecte à partir du conyféryl aldéhyde pour la biosynthèse des unités S. L'implication des COMT dans la biosynthèse des unités S de lignine est supportée par une forte réduction en unité S de la lignine mais pas des unités G dans les plantes transgéniques sous-exprimant COMT would allow the methylation of free forms of hydroxycinnamic acids: caffeic acid and 5-hydroxyferulic acid by introducing one or two methoxy groups respectively into the lignin monomers (Davin and Lewis, 1992). Recently, it has been shown in poplar that COMT is actually a 5-hydroxyconiferyl aldehyde O-methyltransferase (AldOMT). Indeed, 5-hydroxyconiferaldehyde is the preferred substrate of AldOMT. Thus, for Li et al. (2000), there are two distinct hydroxylation / methylation pathways in woody angiosperms leading to the S and G units respectively: CCoA3H (Coumaroyl CoA
Figure img00040001

3-hydroxylase) / CCoAOMT, with 4CL, CCR and CAD are associated with the synthesis of G units, and CAld5H (Coniferaldehyde 5-hydroxylase) / AldOMT connects from conyferyl aldehyde for the biosynthesis of S units. The involvement of COMTs in the biosynthesis of lignin S units is supported by a large reduction in lignin S units but not G units in transgenic plants under-expressing

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Figure img00050001

la COMT comme le tabac (Atanassova et al., 1995), la luzerne (Guo et al., 2001) et le peuplier (Van Doorselaere et a/., 1995).
Figure img00050001

COMT such as tobacco (Atanassova et al., 1995), alfalfa (Guo et al., 2001) and poplar (Van Doorselaere et al., 1995).

Les unités S et G sont donc des composants importants des lignines et par conséquent interviennent dans la digestibilité de la paroi des cellules végétales. Cependant l'impact sur la digestibilité de l'augmentation ou de la diminution des unités S et/ou G varie selon les études. Ainsi, les études sur le mutant bm3 ont montré que la digestibilité accrue des parois est associée à une altération forte de la structure des lignines : rapport S/G faible avec incorporation substantielle d'unités 5-hydroxyguaiacyl (5-OH G) (Lapierre et a/., 1988) et une teneur en lignine plus faible. Si les résultats de corrélation entre la digestibilité et la teneur en lignine de la plante sont toujours négatifs, les résultats de corrélations entre le rapport S/G et la teneur en lignine et la digestibilité ne sont pas toujours identiques. Ainsi, pour Zhong et al. (1998) et Méchin et a/. (2000), le rapport S/G est corrélé positivement avec la digestibilité. Autrement dit, les résultats respectifs de ces auteurs sur le tabac et le maïs montrent que plus le rapport S/G augmente, plus la digestibilité est importante. Ainsi, suivant l'espèce et les études, il apparaît qu'une variation du rapport S/G, associée ou non à une teneur en lignine réduite peut être accompagnée d'une stabilité, d'une réduction ou d'une augmentation de la digestibilité.  The S and G units are therefore important components of lignins and therefore play a role in the digestibility of the cell wall. However, the impact on digestibility of the increase or decrease of S and / or G units varies across studies. Thus, studies on the mutant bm3 have shown that the increased digestibility of the walls is associated with a strong alteration of the lignin structure: low S / G ratio with substantial incorporation of 5-hydroxyguaiacyl (5-OH G) units (Lapierre and a /., 1988) and a lower lignin content. If the correlation results between the digestibility and the lignin content of the plant are always negative, the correlation results between the S / G ratio and the lignin content and the digestibility are not always identical. Thus, for Zhong et al. (1998) and Mechin et al. (2000), the S / G ratio is positively correlated with digestibility. In other words, the respective results of these authors on tobacco and maize show that the higher the S / G ratio, the higher the digestibility. Thus, depending on the species and the studies, it appears that a variation of the S / G ratio, associated or not with a reduced lignin content can be accompanied by a stability, a reduction or an increase of the digestibility.

Ces résultats contradictoires démontrent qu'il n'est pas évident de prévoir les conséquences de la modification de l'activité des 0- méthyltransférases (COMT, AldOMT) sur le rapport S/G et la teneur en lignine et par conséquent sur la digestibilité de la plante. L'invention décrite dans ce brevet permet d'obtenir des plants de maïs offrant une meilleure digestibilité en modifiant les activités O-méthyltransférases.  These contradictory results demonstrate that it is not obvious to predict the consequences of the modification of the O-methyltransferase activity (COMT, AldOMT) on the S / G ratio and the lignin content and consequently on the digestibility of the plant. The invention described in this patent makes it possible to obtain maize plants offering better digestibility by modifying the O-methyltransferase activities.

En particulier, l'homme du métier n'est pas en mesure de transposer les résultats expérimentaux hautement contradictoires décrits dans l'état de la technique relatifs aux conséquences de la surexpression ou au contraire de la sous-expression d'une enzyme impliquée dans la biosynthèse de la lignine dans une espèce végétale donnée, y compris le maïs, sur la teneur et la composition de la lignine, en particulier sur le rapport entre les unités S et les unités G.  In particular, those skilled in the art are not able to transpose the highly contradictory experimental results described in the state of the art relating to the consequences of the overexpression or, conversely, of the under-expression of an enzyme involved in the biosynthesis of lignin in a given plant species, including maize, on the content and composition of lignin, in particular on the ratio of S units to G units.

De plus, l'homme du métier, à la lumière des résultats expérimentaux décrits dans l'état de la technique, ne pouvait prévoir, dans le cas spécifique  Moreover, one skilled in the art, in the light of the experimental results described in the state of the art, could not predict, in the specific case

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du maïs, si une augmentation ou une réduction du rapport unités S/unités G de la lignine et/ou la teneur en lignine influeraient positivement ou négativement sur les caractéristiques de digestibilité de cette espèce végétale ou des produits de transformation correspondants, par exemple le fourrage produit à partir du maïs.  maize, if an increase or decrease in the ratio of S units / units of lignin and / or lignin content would positively or negatively affect the digestibility characteristics of that plant species or the corresponding transformation products, eg forage produced from corn.

SOMMAIRE DE L'INVENTION
Il a été montré selon l'invention que, de manière surprenante, l'induction de la modulation de la synthèse d'une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse de la lignine du maïs, l'acide caféique 3-0 Méthyltransférase, aussi désignée COMT, appelée dans la suite du présent texte méthyltransférase COMT, provoquait une modification du rapport unités S/unités G dans la composition de la lignine et/ou de la teneur en lignine, par rapport à ce qui est retrouvé dans le maïs sauvage, et que la modification du rapport unités S/unités G et/ou de la teneur en lignine conférait au plant de maïs, ainsi qu'à ses produits de transformation, des caractéristiques améliorées de digestibilité.
SUMMARY OF THE INVENTION
It has been shown according to the invention that, surprisingly, the induction of the modulation of the synthesis of an enzyme involved in the corn lignin biosynthesis pathway, the caffeic acid 3-0 Methyltransferase, also designated COMT, hereinafter referred to as the COMT methyltransferase text, caused a change in the ratio of S units / G units in the composition of lignin and / or lignin content, compared to that found in wild corn, and that the modification of the S / G unit ratio and / or the lignin content conferred improved characteristics of digestibility on the maize plant and its transformation products.

Par modulation de la synthèse d'une enzyme, on entend selon l'invention une diminution, ou au contraire une augmentation de la synthèse de ladite enzyme.  By modulation of the synthesis of an enzyme is meant according to the invention a decrease, or on the contrary an increase in the synthesis of said enzyme.

Par modification du rapport unités S/unités G dans la composition de la lignine, on entend une diminution ou une augmentation de ce rapport.  By modifying the ratio of units S / G units in the composition of lignin means a decrease or an increase in this ratio.

On entend par maïs sauvage , un maïs possédant des caractéristiques de digestibilité, un rapport entre les unités S et les unités G de la lignine, ainsi qu'une teneur en lignine dans la plante similaires, voire identiques, à celles de la lignée de maïs désignée WT dans les exemples, qui est une lignée disponible auprès de l'Institut National de la
Recherche Agronomique (INRA) sous la dénomination12.
Wild maize means a maize with digestibility characteristics, a ratio of S units to lignin G units, and a lignin content in the plant similar to, or identical to, that of the maize line. designated WT in the examples, which is a line available from the National Institute of
Agronomic Research (INRA) under the name12.

Selon l'invention, les caractéristiques améliorées de digestibilité du maïs, ou de ces produits dérivés, sont obtenues par la modulation de la synthèse de la méthyltransférase COMT, laquelle modulation de synthèse induit : (i) la modification du rapport unités S/unités G dans la composition de la lignine ; et/ou  According to the invention, the improved digestibility characteristics of corn, or of these derived products, are obtained by modulating the synthesis of the methyltransferase COMT, which synthesis modulation induces: (i) the modification of the ratio of units S / units G in the composition of lignin; and or

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(ii) la modification de la teneur en lignine dans le plant de maïs, et les produits qui en sont dérivés.  (ii) the modification of the lignin content in the maize plant and the products derived therefrom.

Conformément à l'invention, la modulation de la synthèse de la méthyltransférase COMT peut être complétée par la modulation simultanée de la synthèse d'une seconde enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse de la lignine, de préférence une seconde enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse de la lignine chez le maïs telle que décrite dans l'art antérieur et notamment illustrée dans le schéma de la Figure 1.  According to the invention, the modulation of the synthesis of the methyltransferase COMT can be completed by the simultaneous modulation of the synthesis of a second enzyme involved in the lignin biosynthesis pathway, preferably a second enzyme involved in the pathway of biosynthesis of lignin in maize as described in the prior art and in particular illustrated in the diagram of FIG.

La diminution de la synthèse de la méthyltransférase COMT peut être obtenue par la transformation de plants de maïs, notamment de plants de maïs sauvages, par un polynucléotide antisens inhibant la traduction de l'ARN messager correspondant. Cette diminution peut également être obtenue par un phénomène de co-suppression, comme décrit par exemple par Napoli et al. (1990) ou Carvalho Niebel et al. (1995).  The decrease in COMT methyltransferase synthesis can be achieved by transforming maize plants, especially wild maize plants, with an antisense polynucleotide inhibiting the translation of the corresponding messenger RNA. This reduction can also be obtained by a co-suppression phenomenon, as described for example by Napoli et al. (1990) or Carvalho Niebel et al. (1995).

Inversement, l'augmentation de la synthèse de la méthyltransférase COMT peut être obtenue par transformation de plants de maïs, notamment de plants de maïs sauvages, par un polynucléotide codant cette enzyme.  Conversely, the increase in the synthesis of the methyltransferase COMT can be obtained by transforming maize plants, in particular wild corn plants, with a polynucleotide encoding this enzyme.

Quel que soit le polynucléotide utilisé, il comprend de préférence au moins une séquence de régulation permettant son expression dans une cellule de maïs.  Whatever the polynucleotide used, it preferably comprises at least one regulatory sequence allowing its expression in a corn cell.

Selon l'invention, une réduction du rapport unités S/unités G est obtenue au moins par inhibition spécifique de l'activité COMT. Elle peut être complétée par l'augmentation ou la réduction de la synthèse d'autres enzymes impliquées dans la biosynthèse des unités S et des unités G de la lignine du maïs, augmentation ou réduction d'activité obtenue principalement par surexpression ou au contraire inhibition de l'expression des gènes codant ces autres enzymes.  According to the invention, a reduction of the ratio of units S / units G is obtained at least by specific inhibition of the COMT activity. It can be supplemented by the increase or reduction of the synthesis of other enzymes involved in the biosynthesis of S units and G units of maize lignin, an increase or reduction of activity obtained mainly by overexpression or, conversely, inhibition of the expression of genes encoding these other enzymes.

Une inhibition de l'activité de la COMT du maïs est principalement obtenue selon l'invention par l'utilisation d'oligonucléotides inhibant spécifiquement la transcription ou la traduction du gène codant cette enzyme.  An inhibition of the corn COMT activity is mainly obtained according to the invention by the use of oligonucleotides specifically inhibiting the transcription or translation of the gene encoding this enzyme.

L'acide nucléique codant la COMT du maïs est référencé comme la séquence SEQ ID ? 1 du listage de séquences.  The nucleic acid encoding corn COMT is referenced as SEQ ID? 1 of the sequence listing.

L'invention a pour objet l'utilisation d'un polynucléotide modulant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs codée par la séquence  The subject of the invention is the use of a polynucleotide modulating the synthesis of corn comt methyltransferase encoded by the sequence

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nucléotidique SEQ ID N'l, dans un procédé d'obtention de plants de maïs à caractéristiques de digestibilité améliorées ayant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou ayant une teneur en lignine modifiée restant compatible avec le développement normal de la plante.  nucleotide SEQ ID N'l, in a process for obtaining corn plants with improved digestibility characteristics having a ratio between units S and G of the modified lignin and / or having a modified lignin content remaining compatible with the normal development of the plant.

Elle est également relative à un procédé d'obtention de plants de maïs possédant des caractéristiques de digestibilité améliorées, possédant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou dont la teneur en lignine est modifiée et compatible avec le développement normal de la plante, ledit procédé comportant une étape de transformation d'une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide choisi parmi les polynucléotides suivants : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs.  It also relates to a process for obtaining corn plants having improved digestibility characteristics, having a ratio between the units S and G of the modified lignin and / or whose lignin content is modified and compatible with the normal development. of the plant, said method comprising a step of transforming a maize host cell with a polynucleotide selected from the following polynucleotides: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene encoding corn COMT methyltransferase; b) a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase.

De préférence, le polynucléotide antisens est le polynucléotide de séquence SEQ ID ? 2.  Preferably, the antisense polynucleotide is the polynucleotide of sequence SEQ ID. 2.

Préférentiellement, la polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs est le polynucléotide de séquence SEQ ID N'l.  Preferably, the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase is the polynucleotide of sequence SEQ ID No. 1.

Le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs sont préférentiellement insérés dans une cassette d'expression permettant leur expression fonctionnelle chez le maïs.  The antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase are preferably inserted into an expression cassette allowing their functional expression in corn.

Une telle cassette d'expression est avantageusement introduite dans un vecteur d'expression adapté pour transformer des cellules de maïs.  Such an expression cassette is advantageously introduced into an expression vector adapted to transform corn cells.

Selon le procédé de l'invention, on peut utiliser un second polynucléotide modulant l'activité d'une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des unités S et des unités G de la lignine, autre que la méthyltransférase COMT.  According to the method of the invention, it is possible to use a second polynucleotide modulating the activity of an enzyme involved in the biosynthetic pathway of the S units and lignin G units, other than the COMT methyltransferase.

L'invention est également relative à un plant de maïs transformé selon le procédé ci-dessus, qui possède des caractéristiques de digestibilité améliorées, ainsi qu'à toute partie du plant de maïs transformé, notamment racine, graine, feuille, fleur et tige.  The invention also relates to a maize plant transformed according to the above method, which has improved digestibility characteristics, as well as to any part of the transformed maize plant, in particular root, seed, leaf, flower and stem.

Elle concerne aussi les produits de transformation obtenus à partir des plants de maïs transformés définis ci-dessus, notamment le fourrage et la lignine purifiée.  It also relates to the transformation products obtained from the transformed maize plants defined above, in particular fodder and purified lignin.

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DESCRIPTION DES FIGURES Figure 1 : Voie de biosynthèse des monomères de lignines (Guo et al., 2001). DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1: Biosynthetic pathway of lignin monomers (Guo et al., 2001).

Le "réseau métabolique" décrit dans le schéma comprend les résultats de récentes études suggérant les spécificités inattendues de substrat des enzymes F5H et COMT (Humphreys et al. 1999 ; Osakabe et al. 1999 ; Li et al. 2000). La voie encadrée (guaiacyl [G] unit) représente les réactions principales aboutissant aux lignines G. La voie encadrée (syringyl [8] unit) représente la voie de biosynthèse préférée pour les lignines S, 4CL, 4coumarate coenzyme A ligase ; CAD, cinnamyl alcool déhydrogénase ; CCR, cinnamyl coenzyme A réductase.  The "metabolic network" described in the scheme includes the results of recent studies suggesting the unexpected substrate specificities of the F5H and COMT enzymes (Humphreys et al 1999, Osakabe et al 1999, Li et al 2000). The framed pathway (guaiacyl [G] unit) represents the main reactions leading to lignin G. The framed path (syringyl [8] unit) represents the preferred biosynthetic pathway for lignin S, 4C1, 4coumarate coenzyme A ligase; CAD, cinnamyl alcohol dehydrogenase; CCR, cinnamyl coenzyme A reductase.

Figure 2 : Principe de la méthode employée pour évaluer l'impact de la

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transformation visant l'activité COMT sur la structure des lignines. Les unités H (R1=R2=H), G (R1=OCH3, R2=H), S (R1=R2=OCH3) et 5-OH G (R1= OCH3, R2=OH) engagées dans des liaisons-0-4 génèrent des monomères thioéthylés spécifiques. Après silylation (BSTFA), ces monomères sont analysés en CPG-SM (impact électronique). Les chromatogrammes reconstruits sur les ions benzyliques propres à chacun d'eux permettent d'évaluer de manière univoque et sans interférence des autres constituants la fréquence relative des unités ayant généré ces monomères. Figure 2: Principle of the method used to assess the impact of the
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transformation targeting COMT activity on lignin structure. The units H (R1 = R2 = H), G (R1 = OCH3, R2 = H), S (R1 = R2 = OCH3) and 5-OH G (R1 = OCH3, R2 = OH) engaged in 0-bonds -4 generate specific thioethylated monomers. After silylation (BSTFA), these monomers are analyzed by GPC-MS (electronic impact). The chromatograms reconstructed on the benzyl ions specific to each of them make it possible to evaluate unequivocally and without interference from the other constituents the relative frequency of the units having generated these monomers.

Figure 3 : Profils chromatographiques en CPG-SM des lignées témoin et sous-exprimant la COMT : profils reconstruits sur les ions spécifiques de chaque type de monomères. Figure 3: GPC-MS chromatographic profiles of control and under-expressing COMT lines: profiles reconstructed on the specific ions of each type of monomer.

Figure 4 : Analyse HPLC des produits issus de l'hydrolyse alcaline douce (NaOH 1M, 2.5h, 40 C) d'échantillons de maïs (tiges + feuilles) extraits. Figure 4: HPLC analysis of products from the mild alkaline hydrolysis (1M NaOH, 2.5h, 40 C) samples of corn (stems + leaves) extracted.

Acide p-coumarique E et Z : pics 1 et 2. Acide férulique E et Z : pics 3 et 4. P-coumaric acid E and Z: peaks 1 and 2. Ferulic acid E and Z: peaks 3 and 4.

Etalon (éthylvanilline) : pic 5. Ces profils illustrent que les teneurs en PC (acide p-coumarique) diminuent dans les deux lignées transgéniques ASCOMT1.2 et ASCOMT3.2 par rapport au témoin WT. Etalon (ethyl vanillin): peak 5. These profiles illustrate that the levels of PC (p-coumaric acid) decrease in the two ASCOMT1.2 and ASCOMT3.2 transgenic lines compared to the WT control.

Figure 5 : Représentation schématique des constructions des plasmides décrits à l'exemple 1. Figure 5: Schematic representation of the plasmid constructs described in Example 1.

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Figure 6 :
La Figure 6A représente une analyse Northern blot de la lignée de maïs C-OMT 225 au stade 20 jours.
Figure 6:
Figure 6A depicts a Northern blot analysis of the C-OMT 225 corn line at the 20 day stage.

La Figure 6B représente une analyse Southern blot comparative entre la lignée antisens 225 et la lignée 12, en utilisant quatre enzymes de restriction distinctes, respectivement : AcoRV, Kpnl, EcoRI et Sacl.  Figure 6B depicts a comparative Southern blot analysis between antisense line 225 and line 12, using four distinct restriction enzymes, respectively: AcoRV, KpnI, EcoRI and SacI.

Figure 7 : Criblage d'une population de plants de maïs transgéniques, transformés respectivement avec les plasmides pProsper+pBar, prosperBar, pJim+pBar2 et pALIX+pBar2. Figure 7: Screening of a population of transgenic maize plants transformed respectively with the plasmids pProsper + pBar, prosperBar, pJim + pBar2 and pALIX + pBar2.

L'axe des ordonnées représente l'activité COMT retrouvée dans les plants de maïs analysés, exprimée en cpm/mg de protéine.  The ordinate axis represents the COMT activity found in the maize plants analyzed, expressed in cpm / mg of protein.

Les barres d'histogramme représentent chacune un plant transgénique testé.  The histogram bars each represent a transgenic plant tested.

Figure 8 : faisceaux cribro-vasculaires de feuilles adultes de maïs témoins (12) et antisens C-OMT (225) colorés selon la méthode de Maüle. On voit que la coloration est moins intense dans le sclérenchyme et dans le xylème de 225 ; cette observation suggère une diminution des unités S dans les lignines de la lignée 225.

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Figure 8: cribro-vascular bundles of adult leaves of control corn (12) and antisense C-OMT (225) stained according to the method of Maule. We see that the coloring is less intense in the sclerenchyma and in the xylem of 225; this observation suggests a decrease in S units in lignins of lineage 225.
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DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Il a été montré selon l'invention que, de manière surprenante, l'induction de la modulation de la synthèse d'une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse de la lignine du maïs, la méthyltransférase COMT, aussi désignée COMT, provoquait une modification du rapport unités S/unités G dans la composition de la lignine et/ou de la teneur en lignine, par rapport à celui retrouvé dans le maïs sauvage, et que la modification du rapport unités S/unités G et/ou de la teneur en lignine conférait au plant de maïs, ainsi qu'à ses produits de transformation, des caractéristiques améliorées de digestibilité.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
It has been shown according to the invention that, surprisingly, the induction of the modulation of the synthesis of an enzyme involved in the corn lignin biosynthesis pathway, the COMT methyltransferase, also called COMT, caused a modification. the ratio of S / G units in the composition of lignin and / or lignin content, compared to that found in wild maize, and that the change in S / G unit ratio and / or Lignin conferred on the maize plant and its processing products improved digestibility characteristics.

Par caractéristiques améliorées de digestibilité , d'un plant de maïs selon l'invention, on entend que, par rapport à une variété de plant de maïs sauvage, par exemple la variété de maïs 12 précitée, le plant de maïs obtenu  By improved digestibility characteristics, a corn plant according to the invention is understood to mean that, with respect to a variety of wild maize plant, for example the aforementioned maize variety 12, the maize plant obtained

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selon l'invention possède une valeur d'indice de digestibilité dndf plus élevée que la valeur d'indice de digestibilité calculée à partir d'un plant de maïs de la variété sauvage.  according to the invention has a digestibility index value dndf higher than the digestibility index value calculated from a corn plant of the wild variety.

Selon l'invention, la valeur de l'indice de digestibilité dndf est calculée à partir de ndf (neutral detergent fiber) dont la méthode d'obtention est décrite par Van Soest (1967) et du dms (solubilité enzymatique Aufrère) dont la méthode d'obtention est décrite par Aufrère (1983), selon la formule dmdf=100* [dms- (100-ndf)]/ndf donnée par Struik (1985). Le matériel utilisé pour l'établissement du ndf est une poudre lyophilisée de plantes entières récoltées au stade floraison.  According to the invention, the value of the digestibility index dndf is calculated from ndf (neutral detergent fiber) whose method of production is described by Van Soest (1967) and dms (energetic solubility Aufrère) whose method of obtaining is described by Aufrère (1983), according to the formula dmdf = 100 * [dms- (100-ndf)] / ndf given by Struik (1985). The material used for the establishment of the ndf is a lyophilized powder of whole plants harvested at the flowering stage.

Préférentiellement, un plant de maïs obtenu selon l'invention possède des caractéristiques de digestibilité améliorées si la valeur de l'indice dndf est d'au moins 80.  Preferably, a corn plant obtained according to the invention has improved digestibility characteristics if the value of the index dndf is at least 80.

Préférentiellement, un plant de maïs selon l'invention possède une teneur en lignine Klason, mesurée à partir des tiges et des feuilles, qui est inférieure à 8,5, de préférence inférieure à 8, à 7,5, à, 7,0, à 6,9 ou à 6,8, et de préférence inférieure à 6,7.  Preferably, a corn plant according to the invention has a Klason lignin content, measured from the stems and leaves, which is less than 8.5, preferably less than 8, at 7.5, at 7.0 at 6.9 or 6.8, and preferably below 6.7.

Un plant de maïs préféré selon l'invention possède une teneur en lignine Klason comprise entre 6,1 et 6,6.  A preferred corn plant according to the invention has a Klason lignin content of between 6.1 and 6.6.

Pour mesurer la teneur en lignine Klason, l'homme du métier peut avantageusement se référer à la technique décrite à l'exemple 9.  To measure the Klason lignin content, those skilled in the art may advantageously refer to the technique described in Example 9.

Il est montré pour la première fois selon l'invention, de manière surprenante : a) que l'inhibition de l'enzyme méthyltransférase COMT de maïs permettait (i) de réduire le rapport unités S/unités G de la lignine chez cette plante et (ii) de réduire la teneur en lignine chez cette plante ; et b) que la réduction du rapport unités S/unités G de la lignine et/ou de la teneur en lignine chez le maïs permettait l'obtention de plants de maïs possédant des caractéristiques de digestibilité améliorées, par rapport au maïs sauvage.  Surprisingly, it is shown for the first time according to the invention: a) that the inhibition of corn COMT methyltransferase enzyme made it possible to (i) reduce the ratio of units S / G units of lignin in this plant and (ii) reduce the lignin content in this plant; and b) that the reduction in the ratio of S units / units G of lignin and / or lignin content in maize resulted in maize plants with improved digestibility characteristics, compared to wild maize.

Tirant parti de ces résultats inattendus, la demanderesse a mis au point un procédé de transformation de plants de maïs dans lequel les plants de maïs transformés ont un rapport unités S/unités G de la lignine et/ou une teneur en lignine modifiés, par rapport à celui retrouvé dans les plants de maïs sauvages.  Taking advantage of these unexpected results, the Applicant has developed a process for transforming maize plants in which the transformed maize plants have a ratio of S units / lignin G units and / or a modified lignin content, relative to to that found in wild corn plants.

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Préférentiellement, le rapport unités S unités G est inférieur au rapport unités S/unités G retrouvés dans un plant de maïs sauvage.  Preferably, the ratio units S units G is less than the ratio units S / units G found in a wild maize plant.

Plus spécifiquement, il est montré selon l'invention que des plants de maïs transformés ayant des caractéristiques de digestibilité améliorées peuvent être obtenus en utilisant un polynucléotide antisens.  More specifically, it is shown according to the invention that transformed corn plants having improved digestibility characteristics can be obtained using an antisense polynucleotide.

L'invention a pour objet l'utilisation d'un polynucléotide modulant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs codée par la séquence nucléotidique SEQ ID N'l, dans un procédé d'obtention de plants de maïs à caractéristiques de digestibilité améliorées ayant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou ayant une teneur en lignine modifiée restant compatible avec le développement normal de la plante.  The subject of the invention is the use of a polynucleotide modulating the synthesis of corn comT methyltransferase encoded by the nucleotide sequence SEQ ID N'l, in a process for obtaining corn plants with improved digestibility characteristics having a ratio between units S and G of the modified lignin and / or having a modified lignin content remaining compatible with the normal development of the plant.

Inhibition de la synthèse de la méthyltransférase COMT
Selon un premier mode de réalisation, ledit polynucléotide inhibe la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs dans la plante, lorsqu'il est introduit par transformation dans les cellules de ladite plante.
Inhibition of COMT methyltransferase synthesis
According to a first embodiment, said polynucleotide inhibits the synthesis of corn COMT methyltransferase in the plant, when it is introduced by transformation into the cells of said plant.

Ledit polynucléotide antisens consiste en un polynucléotide codant un ARN antisens s'hybridant avec l'ARN messager constituant le produit de transcription du gène codant la méthyltransférase COMT du maïs.  The antisense polynucleotide consists of a polynucleotide encoding an antisense RNA hybridizing with the messenger RNA constituting the transcription product of the corn COMT methyltransferase gene.

L'inhibition de la synthèse de la méthyltransférase COMT peut être obtenue : - (i) soit en transformant les cellules de maïs avec un polynucléotide antisens, tel que défini ci-dessus, placé sous le contrôle d'une séquence de régulation fonctionnelle chez le maïs, ladite séquence de régulation pouvant comprendre un promoteur constitutif fort et, le cas échéant, aussi des séquences activatrices de la transcription (séquences enhancer fonctionnelles chez le maïs), permettant un haut niveau d'expression du nombre de copies de l'ARNm de l'antisens méthyltransférase COMT ; - (ii) soit en introduisant de manière stable dans les cellules de maïs une pluralité de copies du polynucléotide antisens tel que défini ci--dessus ; - (iii) soit par une combinaison de (i) et de (ii), comme cela est décrit dans les exemples.  The inhibition of the synthesis of the methyltransferase COMT can be obtained: (i) by transforming the corn cells with an antisense polynucleotide, as defined above, placed under the control of a functional regulatory sequence in the corn, said regulatory sequence may comprise a strong constitutive promoter and, where appropriate, also transcription activating sequences (functional enhancer sequences in corn), allowing a high level of expression of the number of copies of the mRNA of antisense methyltransferase COMT; - (ii) by stably introducing into the corn cells a plurality of copies of the antisense polynucleotide as defined above; - (iii) either by a combination of (i) and (ii), as described in the examples.

L'homme du métier peut synthétiser tout polynucléotide antisens inhibant la synthèse de la méthyltransférase COMT à l'aide de ses  Those skilled in the art can synthesize any antisense polynucleotide inhibiting the synthesis of COMT methyltransferase using its

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connaissances générales techniques, à partir d'une séquence nucléotidique codant la COMT, par exemple la séquence SEQ ID ? 1.  general technical knowledge, from a nucleotide sequence encoding COMT, for example the sequence SEQ ID? 1.

Pour la synthèse d'un polynucléotide sens ou d'un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement la transcription ou la traduction d'un gène chez une plante, l'homme du métier se référera avantageusement à l'article de revue de Matzke et al. (2001) ainsi qu'au contenu des articles référencés dans cet article de revue.  For the synthesis of a sense polynucleotide or an antisense polynucleotide specifically inhibiting the transcription or translation of a gene in a plant, those skilled in the art will advantageously refer to the review article by Matzke et al. (2001) as well as the content of articles referenced in this review article.

Encore plus spécifiquement, pour la construction ou la synthèse d'un polynucléotide sens ou d'un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement la transcription ou la traduction d'un gène codant une enzyme impliquée dans la biosynthèse des lignines chez les plantes, notamment la COMT de certaines espèces végétales, l'homme du métier peut se référer

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avantageusement aux articles de Baucher et al. (1999), de Zhong et al. (2000), de Pincon et al. (2001 a), de Blee et al. (2001), de Pincon et al. Still more specifically, for the construction or synthesis of a sense polynucleotide or antisense polynucleotide specifically inhibiting the transcription or translation of a gene encoding an enzyme involved in lignin biosynthesis in plants, including the COMT of certain plant species, the person skilled in the art can refer to
Figure img00130001

advantageously to articles Baucher et al. (1999), Zhong et al. (2000), from Pincon et al. (2001a), de Blee et al. (2001), de Pincon et al.

(2001 b) ou de Lapierre et al. (1999).  (2001 b) or Lapierre et al. (1999).

Le polynucléotide antisens peut aussi consister en l'ADNc obtenu à partir de l'ARNm constituant le produit de transcription du gène codant la méthyltransférase COMT.  The antisense polynucleotide may also consist of the cDNA obtained from the mRNA constituting the transcription product of the gene encoding the methyltransferase COMT.

Il peut aussi consister en un fragment nucléotidique de cet ADNc, de préférence un fragment nucléotidique d'au moins 100 bases consécutives de cet ADNc, cette longueur du fragment nucléotidique étant suffisante pour permettre son hybridation spécifique avec l'ARNm de la méthyltransférase COMT du maïs et ainsi empêcher sa traduction en protéine.  It may also consist of a nucleotide fragment of this cDNA, preferably a nucleotide fragment of at least 100 consecutive bases of this cDNA, this length of the nucleotide fragment being sufficient to allow its specific hybridization with the corn COMT methyltransferase mRNA. and thus prevent its translation into protein.

Selon un premier aspect préféré, le polynucléotide antisens comprend la séquence nucléotidique SEQ ID ? 2.  According to a first preferred aspect, the antisense polynucleotide comprises the nucleotide sequence SEQ ID. 2.

Selon un second aspect préféré, le polynucléotide antisens consiste

Figure img00130002

en le polynucléotide antisens de séquence SEQ ID ? 2. According to a second preferred aspect, the antisense polynucleotide consists
Figure img00130002

in the antisense polynucleotide of sequence SEQ ID? 2.

Augmentation (surproduction) de la méthyltransférase COMT
Selon un second mode de réalisation, ledit polynucléotide augmente la synthèse de la méthyltransférase COMT dans la plante, lorsqu'il est introduit par transformation dans les cellules de ladite plante.
Increase (overproduction) of COMT methyltransferase
According to a second embodiment, said polynucleotide increases the synthesis of methyltransferase COMT in the plant, when it is introduced by transformation into the cells of said plant.

Selon ce second mode de réalisation, on utilise un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs, qui provoque une production  According to this second embodiment, a polynucleotide encoding COMT maize methyltransferase is used, which causes production.

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plus élevée de cette enzyme, lorsqu'il est introduit par transformation dans la plante.  higher of this enzyme, when introduced by transformation into the plant.

La synthèse ou l'isolement d'un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT du maïs peut être effectué par l'homme du métier, à l'aide de ses connaissances générales en biologie moléculaire, notamment grâce à sa connaissance de la séquence nucléotidique SEQ ID N'l.  The synthesis or the isolation of a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase can be carried out by a person skilled in the art, using his general knowledge in molecular biology, notably thanks to his knowledge of the nucleotide sequence SEQ ID N l.

La production plus élevée de la méthyltransférase COMT peut être obtenue : - (i) soit en transformant les cellules de maïs avec un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT placé sous le contrôle d'une séquence de régulation fonctionnelle chez le maïs, ladite séquence de régulation pouvant comprendre un promoteur constitutif fort et, le cas échéant, aussi des séquences activatrices de la transcription (séquences enhancer fonctionnelles chez le maïs), permettant un haut niveau d'expression de la méthyltransférase COMT ; - (ii) soit en introduisant de manière stable dans les cellules de maïs une pluralité de copies du polynucléotide codant la méthyltransférase COMT ; - (iii) soit par une combinaison de (i) et de (ii).  The higher production of the COMT methyltransferase can be obtained: - (i) by transforming the corn cells with a polynucleotide encoding the COMT methyltransferase placed under the control of a functional regulatory sequence in maize, said control sequence being able to include a strong constitutive promoter and, where appropriate, also transcriptional activating sequences (functional enhancer sequences in corn), allowing a high level of expression of COMT methyltransferase; (ii) by stably introducing into the corn cells a plurality of copies of the polynucleotide encoding the COMT methyltransferase; - (iii) either by a combination of (i) and (ii).

Selon un premier aspect préféré, le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT comprend la séquence nucléotidique SEQ ID N'l.  According to a first preferred aspect, the polynucleotide encoding the methyltransferase COMT comprises the nucleotide sequence SEQ ID N1.

Selon un second aspect préféré, le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT consiste en la séquence nucléotidique SEQ ID N'l.  According to a second preferred aspect, the polynucleotide encoding the COMT methyltransferase consists of the nucleotide sequence SEQ ID N1.

PROCEDES D'OBTENTION DE PLANTS DE MAÏS A CARACTERISTIQUES DE DIGESTIBILITE AMELIOREES. METHODS FOR OBTAINING CORN PLANTS WITH ENHANCED DIGESTIBILITY CHARACTERISTICS.

L'invention a aussi pour objet un procédé d'obtention de plants de maïs possédant des caractéristiques de digestibilité améliorées, possédant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou dont la teneur en lignine est modifiée et compatible avec le développement normal de la plante, ledit procédé comportant une étape de transformation d'une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide choisi parmi les polynucléotides suivants : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant la méthyltra n sfé rase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs.  The invention also relates to a process for obtaining corn plants having improved digestibility characteristics, having a ratio between the units S and G of the modified lignin and / or whose lignin content is modified and compatible with the normal development of the plant, said method comprising a step of transforming a maize host cell with a polynucleotide selected from the following polynucleotides: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene coding COMT maize methyltransferase ; b) a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase.

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Selon un premier mode de réalisation du procédé ci-dessus peut être caractérisé en qu'il comprend les étapes suivantes : a) transformer une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement la transcription ou la traduction du gène codant pour la méthyltransférase COMT de maïs. ; b) régénérer une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ;
Selon un premier aspect, la modification de la composition de la lignine des plants de maïs transformés susceptibles d'être obtenus par le procédé ci-dessus consiste à réduire la teneur en unités S par rapport à la teneur en unités G des lignines de maïs, de façon à obtenir un rapport S/G inférieur à celui des plants de maïs sauvages.
According to a first embodiment of the above method may be characterized in that it comprises the following steps: a) transforming a maize host cell with an antisense polynucleotide specifically inhibiting the transcription or translation of the gene coding for the COMT methyltransferase; but. ; b) regenerating an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a);
According to a first aspect, the modification of the lignin composition of the transformed corn plants that can be obtained by the above process consists in reducing the content of S units relative to the G units of the corn lignins, in order to obtain a lower S / G ratio than that of wild maize plants.

Préférentiellement, le rapport S/G est inférieur à 40/60.  Preferably, the S / G ratio is less than 40/60.

Selon un second mode de réalisation du procédé ci-dessus, ledit procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) transformer une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) régénérer une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ;
Préférentiellement, le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs comprend la séquence nucléotidique SEQ ID N'l.
According to a second embodiment of the above method, said method is characterized in that it comprises the following steps: a) transforming a maize host cell with a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase; b) regenerating an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a);
Preferably, the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase comprises the nucleotide sequence SEQ ID N'l.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé d'obtention de plants de maïs transformés selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend l'étape additionnelle suivante : c) sélectionner les plants de maïs ayant intégré dans leur génome au moins une copie du polynucléotide antisens ou au moins une copie du polynucléotide codant la méthyltransférase COMT du maïs.  According to a particular embodiment, the process for obtaining maize plants transformed according to the invention is characterized in that it comprises the following additional step: c) selecting maize plants having integrated in their genome at least one copy of the antisense polynucleotide or at least one copy of the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase.

Cassettes d'expression comprenant un polynucléotide antisens ou un polynucléotide codant la méthyttransférase COMT du maïs
Avantageusement, le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT du maïs est intégré dans une cassette d'expression comprenant aussi une séquence nucléotidique régulant l'expression dudit polynucléotide dans les cellules de maïs.
Expression cassettes comprising an antisense polynucleotide or a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase
Advantageously, the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase is integrated into an expression cassette also comprising a nucleotide sequence regulating the expression of said polynucleotide in maize cells.

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Avantageusement, le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT est intégré dans une cassette d'expression comprenant aussi une séquence nucléotidique à fonction de terminateur de la transcription.  Advantageously, the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding the COMT methyltransferase is integrated in an expression cassette also comprising a nucleotide sequence with a function of transcription terminator.

La cassette d'expression définie de manière générale ci-dessus peut aussi être désignée construction d'ADN ou construit d'ADN dans la présente description.  The expression cassette defined generally above may also be referred to as a DNA construct or DNA construct in the present description.

Selon encore un autre aspect, le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT, ou encore la cassette d'expression dans laquelle est inséré respectivement l'un ou l'autre de ces polynucléotides, est artificiellement inséré dans une cellule hôte de

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Agrobacterium tumefaciens. In yet another aspect, the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding the methyltransferase COMT, or the expression cassette in which is inserted respectively one or the other of these polynucleotides, is artificially inserted into a host cell.
Figure img00160001

Agrobacterium tumefaciens.

Les constructions d'ADN comprennent également une séquence promotrice de gène et une séquence terminatrice liées de façon opérationnelle à la séquence d'ADN devant être transcrite. Le promoteur du gène est généralement situé à l'extrémité 5'pour permettre l'initiation de la transcription de la séquence d'ADN. Les séquences promotrices sont situées dans les régions 5'non codantes des gènes mais aussi parfois dans les introns (Luehrsen K, . 1991) ou dans les régions codantes comme par exemple le promoteur du gène PAL de la tomate (Bloksberg, 1991). Lorsque le construit inclut une phase ouverte de lecture en orientation sens, il est nécessaire d'utiliser un ADNc pleine longueur de façon à ce que la protéine puisse être traduite. Lorsque le construit comprend une phase ouverte de lecture en antisens ou une région non codante, il n'est pas indispensable d'utiliser un ADNc pleine longueur, une séquence partielle peut suffire.  The DNA constructs also include a gene promoter sequence and a terminator sequence operably linked to the DNA sequence to be transcribed. The gene promoter is generally located at the 5 'end to allow initiation of transcription of the DNA sequence. The promoter sequences are located in the non-coding regions of the genes but also sometimes in the introns (Luehrsen K, 1991) or in the coding regions, for example the PAL gene promoter of tomato (Bloksberg, 1991). When the construct includes an open reading phase in the sense orientation, it is necessary to use a full-length cDNA so that the protein can be translated. When the construct comprises an open-label antisense reading or a non-coding region, it is not essential to use a full-length cDNA, a partial sequence may suffice.

Promoteurs
Parmi les promoteurs de transcription pouvant être utilisés, on peut citer notamment les promoteurs dits constitutifs, les promoteurs dits inductifs ainsi que les promoteurs tissus spécifiques.
Promoters
Among the transcription promoters that may be used, mention may be made in particular of the so-called constitutive promoters, the so-called inductive promoters and the specific tissue promoters.

Un promoteur constitutif permet une expression forte du transcrit dans l'ensemble des tissus de la plante régénérée et sera actif dans la plupart des conditions environnementales, et dans l'ensemble des étapes de transformations et de différentiations cellulaires. Par exemple, les principaux promoteurs doubles constitutifs sont :  A constitutive promoter allows strong expression of the transcript in all tissues of the regenerated plant and will be active in most environmental conditions, and in all stages of cellular transformations and differentiations. For example, the main dual constitutive promoters are:

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- le promoteur 35S, ou avantageusement le promoteur double constitutif 35S (pd35S) du CaMV, décrit dans l'article de Kay et al., (1987) - le promoteur de l'actine du riz suivi de l'intron actine de riz contenu

Figure img00170001

dans le plasmide pAct1-F4 décrit par Mc Elroy et al. (1991) - le promoteur ubiquitine 1 de maïs (Christensen et al., 1996) et d'autres régions initiatrices de la transcription de gènes de plantes variables connues de l'homme du métier. the 35S promoter, or advantageously the 35S double constitutive promoter (pd35S) of CaMV, described in the article by Kay et al., (1987) - the rice actin promoter followed by the rice actin intron content
Figure img00170001

in the plasmid pAct1-F4 described by Mc Elroy et al. (1991) - corn ubiquitin promoter 1 (Christensen et al., 1996) and other transcription promoter-variable gene regions known to those skilled in the art.

Alternativement, il peut être intéressant d'utiliser une séquence promotrice de transcription inductible capable d'être contrôlée par les conditions environnementales ou le stade de développement comme par exemple les promoteurs phénylalanine ammoniac Iyase (PAL), d'HMG-CoA réductase (HMG), de chitinases, de glucanases, d'inhibiteurs de protéinase (Pl), de gènes de la famille PR1, de la opaline synthase (nos) ou du gène vspB (US-5.670. 349), tous ces promoteurs étant rappelés avec les références des publications correspondantes par le Tableau 3 du brevet US- 5.670. 349.  Alternatively, it may be advantageous to use an inducible transcription promoter sequence capable of being controlled by the environmental conditions or the stage of development, for example the promoters phenylalanine ammonia lyase (PAL), HMG-CoA reductase (HMG) , chitinases, glucanases, proteinase inhibitors (P1), genes of the PR1 family, opaline synthase (nos) or the vspB gene (US-5,770,349), all these promoters being recalled with the references corresponding publications in Table 3 of US Pat. No. 5,670. 349.

Une autre catégorie de promoteurs pouvant avantageusement être utilisée pour réaliser le procédé objet de l'invention regroupe les promoteurs tissus spécifiques, en particulier il peut s'agir des promoteurs des gènes de la voie de biosynthèse des lignines ou par exemple le promoteur de l'alcool déshydrogénase qui s'exprime spécifiquement dans les tissus vasculaires.  Another category of promoters that can advantageously be used to carry out the method which is the subject of the invention groups the specific tissue promoters, in particular it can be promoters of the genes of the lignin biosynthesis pathway or, for example, the promoter of the promoter. alcohol dehydrogenase that expresses itself specifically in vascular tissues.

On peut également citer des promoteurs spécifiques des graines (Datla, R. et al., 1997), notamment les promoteurs de la napine (EP- 0.255. 378), de la glutenine, de l'héliantinine (WO-92/17580), de l'albumine (WO-98/45460), de l'oléosine (WO-98/45461), de l'ATS1 ou de l'ATS3 (WO- 99/20775).  Seed-specific promoters can also be mentioned (Datla, R. et al., 1997), in particular the promoters of napin (EP-0,255,378), glutenin and heliantinin (WO-92/17580). albumin (WO-98/45460), oleosin (WO-98/45461), ATS1 or ATS3 (WO-99/20775).

Séquences terminatrices
La séquence terminatrice employée dans les constructions objets de l'invention est située à l'extrémité 3'de la séquence à transcrire. Elle peut provenir du même gène que la séquence promotrice ou d'un gène différent.
Terminating sequences
The terminator sequence used in the constructs that are the subject of the invention is located at the 3 'end of the sequence to be transcribed. It can come from the same gene as the promoter sequence or from a different gene.

Parmi les terminateurs de transcription pouvant être utilisés, on peut citer : -le terminateur polyA 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV) décrit dans l'article de Franck et al., (1980), ou  Among the transcription terminators that may be used include: the polyA 35S terminator of cauliflower mosaic virus (CaMV) described in the article by Franck et al., (1980), or

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-le terminateur polyA NOS, qui correspond à la région en 3'noncodante du gène de la opaline synthase du plasmide Ti d'Agrobacterium tumefaciens souche à opaline.  the polyA NOS terminator, which corresponds to the 3noncoding region of the opaline synthase gene of the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens opaline strain.

Marqueur de sélection
Les constructions comportent également un marqueur de sélection permettant de sélectionner les cellules végétales transformées par ces constructions. Ces marqueurs de sélection sont bien connus de l'homme du métier, particulièrement ils confèrent une résistance à une ou plusieurs toxines, par exemple une résistance à l'herbicide BASTA (D. Par ailleurs, la transformation des cellules végétales par les constructions, objet de l'invention peut être contrôlée par d'autres techniques bien connues de l'art telles que les Southern et Western Blots.
Selection marker
The constructs also include a selection marker for selecting plant cells transformed by these constructs. These selection markers are well known to those skilled in the art, particularly they confer resistance to one or more toxins, for example resistance to the herbicide BASTA (D. Moreover, the transformation of plant cells by the constructs, object of the invention can be controlled by other techniques well known in the art such as Southern and Western Blots.

Fabrication d'une cassette d'expression
Les techniques pour lier de manière opérationnelle tous les composants de ces constructions sont bien connues de l'homme de l'art et incluent l'utilisation de sites de clonage synthétiques comprenant un ou plusieurs sites de restrictions endonucléasiques comme décrits par exemple par Maniatis et al. (1989). Les constructions d'ADN de la présente invention peuvent être liées à un vecteur possédant au moins un système de réplication, par exemple avec E. Coli, après chaque manipulation, il est possible de cloner et de séquencer la construction obtenue afin de vérifier l'exactitude de la manipulation.
Manufacture of an expression cassette
Techniques for operably linking all components of these constructs are well known to those skilled in the art and include the use of synthetic cloning sites comprising one or more endonuclease restriction sites as described, for example, by Maniatis et al. . (1989). The DNA constructs of the present invention may be linked to a vector having at least one replication system, for example with E. coli, after each manipulation, it is possible to clone and sequence the obtained construct to verify the accuracy of handling.

L'invention concerne les constructions telles que décrites ci-dessus, et comportant au moins une séquence choisie parmi les séquences SEQ ID n01 ou 2 liée de manière fonctionnelle en amont à un promoteur et en aval à un terminateur.  The invention relates to the constructs as described above, and comprising at least one sequence chosen from the sequences SEQ ID No. 1 or 2 operatively linked upstream to a promoter and downstream to a terminator.

De manière tout à fait préférée, la cassette d'expression comprend le promoteur de l'alcool déshydrogénase spécifique du système vasculaire,

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l'ADNc de la méthyltransférase (COMT ou AldOMT) et le terminateur de la Nopaline synthase, comme cela est montré dans l'exemple 1. Most preferably, the expression cassette comprises the promoter of the alcohol dehydrogenase specific to the vascular system,
Figure img00180001

the methyltransferase cDNA (COMT or AldOMT) and the Nopaline synthase terminator, as shown in Example 1.

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Vecteurs d'expression
Les cassettes d'expression ou les constructions d'ADN telles que définies ci-dessus peuvent être incluses dans des vecteurs d'expression utilisables pour transformer une cellule de Agrobacterium tumefaciens ou une cellule hôte de maïs.
Expression vectors
The expression cassettes or DNA constructs as defined above may be included in expression vectors that can be used to transform an Agrobacterium tumefaciens cell or a maize host cell.

Les vecteurs bactériens préférés selon l'invention sont par exemple les vecteurs pBR322 (ATCC n 37 017) ou encore les vecteurs tels que pAA223-3 (Pharmacia, Uppsala, Suède) et pGEM1 (Promega Biotech, Madison, WI, Etats-Unis).  The preferred bacterial vectors according to the invention are, for example, the pBR322 vectors (ATCC No. 37 017) or the vectors such as pAA223-3 (Pharmacia, Uppsala, Sweden) and pGEM1 (Promega Biotech, Madison, WI, USA). .

On peut encore citer d'autres vecteurs commercialisés tels que les vecteurs pQE70, pQE60, pQE9 (Quiagen), psiX174, pBluescript SA, pNH8A, pMH16A, pMH18A, pMH46A, pWLNEO, pSV2CAT, pOG44, pXTI et pSG (Stratagene).  Other commercialized vectors may also be mentioned, such as the vectors pQE70, pQE60, pQE9 (Quiagen), psiX174, pBluescript SA, pNH8A, pMH16A, pMH18A, pMH46A, pWLNEO, pSV2CAT, pOG44, pXTI and pSG (Stratagene).

Il peut s'agir également de vecteurs du type Baculovirus tel que le vecteur pVL1392/1393 (Pharmingen) utilisé pour transfecter les cellules de la lignée Sf9 (ATCC N CRL 1711) dérivée de Spodoptera frugiperda.  It may also be vectors of the Baculovirus type such as the vector pVL1392 / 1393 (Pharmingen) used to transfect the cells of the Sf9 line (ATCC N CRL 1711) derived from Spodoptera frugiperda.

Préférentiellement, on aura recours à des vecteurs spécialement adaptés pour l'expression de séquence d'intérêt dans des cellules de plantes, tels que les vecteurs suivants : - vecteur pBIN19 (BEVAN et a/.), commercialisé par la Société CLONTECH (Palo Alto, Californie, USA) ; - vecteur pB1 101 (JEFFERSON, 1987), commercialisé par la Société CLONTECH ; - vecteur pBI121 (JEFFERSON, 1987), commercialisé par la Société
CLONTECH ; - vecteur pEGFP ; Yang et al. (1996), commercialisé par la Société
CLONTECH ; - vecteur pCAMBIA 1302 (HAJDUKI IEWICZ et a/., 1994) - vecteurs intermédiaires et superbinaires dérivés des vecteurs pSB12 et pSB1 décrits par Japan Tobacco (EP-0.672. 752 et Ishida et al., 1996).
Preferentially, vectors specially adapted for expression of sequence of interest in plant cells, such as the following vectors: vector pBIN19 (BEVAN et al), marketed by CLONTECH (Palo Alto) will be used; , California, USA); vector pB1 101 (JEFFERSON, 1987), marketed by CLONTECH; vector pBI121 (JEFFERSON, 1987) marketed by the Company
CLONTECH; pEGFP vector; Yang et al. (1996), marketed by the Company
CLONTECH; pCAMBIA 1302 vector (HAJDUKI IEWICZ et al., 1994) - Intermediate and superbinary vectors derived from the pSB12 and pSB1 vectors described by Japan Tobacco (EP-0.672.752 and Ishida et al., 1996).

Un premier vecteur tout à fait préféré est le plasmide pAlix représenté à la figure 5, dans lequel a été inséré le polynucléotide antisens de séquence
SEQ ID D ? 2 inhibant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs..
A very preferred first vector is the plasmid pAlix shown in FIG. 5, in which the sequence antisense polynucleotide has been inserted.
SEQ ID D? 2 inhibiting the synthesis of COMT maize methyltransferase ..

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Un second vecteur tout à fait préféré est le plasmide prosper représenté à la figure 5, dans lequel a été inséré le polynucléotide de séquence SEQ ID N'l codant la méthyltra n sfé rase COMT de mais.  A second most preferred vector is the plasmid prosper represented in FIG. 5, in which the polynucleotide of sequence SEQ ID No. 1 coding the COMT corn methyltransferase was inserted.

Transformation des plants de maïs
Une augmentation de la synthèse des unités S et/ou G de la lignine et/ou de la teneur en lignine dans la plante peut être obtenue en intégrant dans la phase ouverte de lecture une construction d'ADN en orientation sens, en particulier la séquence SEQ ID n'l. La transformation d'une plante cible avec une telle construction aboutit à une augmentation du nombre de copies du transcrit et donc à une augmentation de la quantité d'enzyme. Par exemple, une augmentation de la synthèse d'unités S peut être obtenue en intégrant dans le génome de la plante cible la séquence sens de la 0 méthyltransférase codée par la SEQ ID n'l.
Processing of maize plants
An increase in the synthesis of S and / or G units of lignin and / or lignin content in the plant can be obtained by integrating into the open reading phase a DNA construct in the sense orientation, in particular the sequence SEQ ID n'l. Transformation of a target plant with such a construct results in an increase in the number of copies of the transcript and thus an increase in the amount of enzyme. For example, an increase in S-unit synthesis can be achieved by integrating into the genome of the target plant the sense sequence of the methyltransferase encoded by SEQ ID No. 1.

Une réduction de la synthèse d'unités S et/ou G de la lignine et/ou de la teneur en lignine dans la plante peut être obtenue en introduisant dans la phase de lecture ouverte une construction d'ADN en orientation antisens, en particulier toute ou partie de la séquence SEQ ID n 2. L'ARN transcrit est complémentaire de la séquence endogène d'ARNm ce qui aura pour conséquence de diminuer le nombre de copies du transcrit et donc de diminuer la quantité d'enzyme. Par exemple, une diminution de la synthèse d'unités S peut être obtenue en intégrant dans le génome de la plante cible la séquence antisens de la méthyltransférase COMT codée par la SEQ ID n 2. Les constructions d'ADN peuvent également comporter une séquence nucléotidique comprenant une région non-codante du gène de la méthyltransférase COMT. Les exemples de régions non-codantes pouvant être utilisées dans de telles constructions incluent les introns et les séquences 5'ou 3'non-codantes. La transformation de plantes cibles avec de telles constructions d'ADN peut aboutir à une réduction de la synthèse d'unités S et/ou G de lignine et/ou de la teneur en lignine par le processus de co-suppression, comme l'ont décrit par exemple Napoli et al. (1990) ou Carvalho Niebel et al. (1995).  A reduction in the synthesis of S and / or G units of the lignin and / or the lignin content in the plant can be obtained by introducing into the open reading phase a DNA construct in antisense orientation, in particular any or part of the sequence SEQ ID No. 2. The transcribed RNA is complementary to the endogenous sequence of mRNA which will have the effect of reducing the number of copies of the transcript and thus of decreasing the amount of enzyme. For example, a decrease in S-unit synthesis can be achieved by integrating in the genome of the target plant the antisense sequence of the COMT methyltransferase encoded by SEQ ID No. 2. The DNA constructs can also include a nucleotide sequence. comprising a non-coding region of the COMT methyltransferase gene. Examples of non-coding regions that may be used in such constructs include introns and 5'or 3'non-coding sequences. Transformation of target plants with such DNA constructs can result in a reduction in the synthesis of lignin S and / or G units and / or lignin content by the co-deletion process, as have for example, Napoli et al. (1990) or Carvalho Niebel et al. (1995).

La régulation de la synthèse d'unités S et/ou G de lignine et/ou de la teneur en lignine peut aussi être réalisée en insérant lesdites séquences en  Regulation of lignin S and / or G unit synthesis and / or lignin content can also be achieved by inserting said sequences into

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tout ou partie (par exemple ADN ou ARN) dans des constructions de ribozyme (Haseloff et al., 1988).

Figure img00210001

Utilisation d'un second polynucléotide modulant la synthèse d'une enzyme impliquée dans la biosynthèse de la lignine, autre que la méthyltransférase COMT
Selon encore un autre aspect du procédé d'obtention de plants de maïs possédant des caractéristiques de digestibilité améliorées, tel que défini ci-dessus, l'effet du polynucléotide antisens ou du polynucléotide codant la méthyltransférase COMT du maïs peut être complété par l'insertion dans le génome de la même plante de maïs d'un second polynucléotide dérivé du gène codant une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse de la lignine, autre que la méthyltransférase COMT. all or part (e.g., DNA or RNA) in ribozyme constructs (Haseloff et al., 1988).
Figure img00210001

Use of a second polynucleotide modulating the synthesis of an enzyme involved in the biosynthesis of lignin, other than COMT methyltransferase
According to yet another aspect of the process for obtaining maize plants having improved digestibility characteristics, as defined above, the effect of the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase may be completed by the insertion. in the genome of the same corn plant a second polynucleotide derived from the gene encoding an enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than the COMT methyltransferase.

Ainsi, le procédé ci-dessus peut aussi être caractérisé en ce qu'à l'étape a), la cellule hôte de maïs est aussi transformée avec au moins un second polynucléotide, modulant spécifiquement l'expression d'une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs.  Thus, the above method can also be characterized in that in step a), the maize host cell is also transformed with at least one second polynucleotide, specifically modulating the expression of an enzyme involved in the pathway. lignin biosynthesis, other than COMT maize methyltransferase.

Selon cet aspect particulier, ledit procédé est caractérisé en ce que le second polynucléotide est choisi parmi : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransfé rase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs.  According to this particular aspect, said method is characterized in that the second polynucleotide is chosen from: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene encoding the enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than the COMT methyltransferase corn; b) a polynucleotide encoding the enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase.

L'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs est choisie parmi : (a) l'enzyme CAD du maïs dont la séquence est référencée dans la base de données GenBank sous le nO d'accès Y13733, (b) l'enzyme CCR1 de maïs dont la séquence est référencée dans la base de données GenBank sous le

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nO d'accès X98083 et (c) l'enzyme F5H de Arabidopsis thaliana dont la séquence est référencée dans la base de données GenBank sous le nO d'accès U38416. The enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase, is selected from: (a) the corn CAD enzyme whose sequence is referenced in the GenBank database under accession No. Y13733 (b) the maize CCR1 enzyme whose sequence is referenced in the GenBank database under the
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Access No. X98083 and (c) the Arabidopsis thaliana F5H enzyme whose sequence is referenced in the GenBank database under access No. U38416.

L'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs peut être aussi choisie parmi (d)  The enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase, may also be selected from (d)

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l'enzyme CCoAOMT1 du maïs dont la séquence est référencée dans la base de données GenBank sous le nO d'accès AJ242980 et (e) l'enzyme CCoAOMT2 du maïs dont la séquence est référencée dans la base de données GenBank sous le nO d'accès AJ242981.  the maize CCoAOMT1 enzyme whose sequence is referenced in the GenBank database under access number AJ242980 and (e) the corn CCoAOMT2 enzyme whose sequence is referenced in the GenBank database under the nO Access AJ242981.

Une fois obtenues, les constructions servent à transformer les cellules végétales. Avantageusement, la transformation des cellules végétales peut être réalisée par transfert des vecteurs susmentionnés dans les protoplastes végétaux, notamment après incubation de ces derniers dans une solution de polyéthylèneglycol en présence de cations divalents (Ca 2+) (Schocher et al., 1986).  Once obtained, the constructs are used to transform the plant cells. Advantageously, the transformation of the plant cells can be carried out by transfer of the abovementioned vectors into the plant protoplasts, in particular after incubation of the latter in a solution of polyethylene glycol in the presence of divalent cations (Ca 2+) (Schocher et al., 1986).

La transformation des cellules végétales peut avantageusement être réalisée par électroporation notamment selon la méthode décrite dans l'article de Fromm et al. (1985).  The transformation of the plant cells can advantageously be carried out by electroporation, in particular according to the method described in the article by Fromm et al. (1985).

La transformation des cellules végétales peut également être réalisée par utilisation d'un canon à particules permettant la projection, à très grande vitesse, 1 de particules métalliques recouvertes des séquences d'ADN d'intérêt, délivrant ainsi les séquences à l'intérieur du noyau cellulaire (Fromm et al. 1990, Finer et al., 1992).  The transformation of the plant cells can also be carried out using a particle gun allowing the projection, at very high speed, of metal particles coated with the DNA sequences of interest, thus delivering the sequences inside the nucleus. cell (Fromm et al., 1990, Finer et al., 1992).

Une autre méthode de transformation des cellules végétales, est celle de la micro-injection cytoplasmique ou nucléaire (Neuhaus et al., 1987).  Another method of transformation of plant cells is that of cytoplasmic or nuclear microinjection (Neuhaus et al., 1987).

Une des méthodes de transformation de cellules végétales pouvant être utilisée dans le cadre de l'invention est l'infection des cellules végétales par un hôte cellulaire bactérien comprenant le vecteur contenant la séquence d'intérêt. Avantageusement, l'hôte cellulaire susmentionné utilisé est Agrobacterium tumefaciens, notamment selon la méthode décrite dans

Figure img00220001

l'article d'An et al. (1986), ou encore Agrobacterium rhizogenes, notamment selon la méthode décrite dans l'article de Guerche et al. (1987). One of the methods of transforming plant cells that can be used in the context of the invention is the infection of plant cells by a bacterial cell host comprising the vector containing the sequence of interest. Advantageously, the abovementioned cellular host used is Agrobacterium tumefaciens, in particular according to the method described in
Figure img00220001

the article by An et al. (1986), or Agrobacterium rhizogenes, in particular according to the method described in the article by Guerche et al. (1987).

De manière préférentielle, la transformation des cellules végétales est réalisée par le transfert de la région T du plasmide circulaire extrachromosomique inducteur de tumeurs Ti d'Agrobacterium tumefaciens, en utilisant un système binaire (Watson et al., 1994). Pour ce faire, deux vecteurs sont construits. Dans un de ces vecteurs, la région d'ADN-T a été éliminée par délétion, à l'exception des bords droit et gauche, un gène marqueur étant inséré entre eux pour permettre la sélection dans les cellules de plantes. L'autre partenaire du système binaire est un plasmide Ti  Preferentially, the transformation of the plant cells is carried out by the transfer of the T region of the Agrobacterium tumefaciens Ti tumor-inducing extrachromosomal circular plasmid, using a binary system (Watson et al., 1994). To do this, two vectors are built. In one of these vectors, the T-DNA region was deleted except for the right and left edges, with a marker gene inserted between them to allow selection in plant cells. The other partner of the binary system is a Ti plasmid

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auxiliaire, plasmide modifié qui n'a plus d'ADN-T mais contient toujours les gènes de virulence vir nécessaires à la transformation de la cellule végétale.  helper, modified plasmid that no longer has T-DNA but still contains the virulence genes vir required for the transformation of the plant cell.

Ce plasmide est maintenu dans Agrobacterium. This plasmid is maintained in Agrobacterium.

Selon un mode préféré, la méthode décrite par Ishida et al. (1996) peut être appliquée pour la transformation des monocotylédones, en particulier le maïs.  According to a preferred mode, the method described by Ishida et al. (1996) can be applied for the transformation of monocotyledons, especially maize.

Selon un autre protocole, la transformation est réalisée selon la méthode décrite par Finer et al. (1992) utilisant le canon à particules de tungstène ou d'or.  According to another protocol, the transformation is carried out according to the method described by Finer et al. (1992) using tungsten or gold particle gun.

Selon encore un autre aspect, le procédé d'obtention de plants de maïs transformé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes additionnelles suivantes : d) croisement entre elles de deux plantes transformées telles qu'obtenues à l'étape b) ou à l'étape c) avec un second plant de maïs ; e) sélection des plantes homozygotes pour le transgène ou les transgènes.  According to yet another aspect, the process for obtaining maize plants transformed according to the invention is characterized in that it comprises the following additional steps: d) crossing between them of two transformed plants as obtained at step b) or in step c) with a second maize plant; e) selection of plants homozygous for the transgene or transgenes.

Selon encore un autre aspect, le procédé d'obtention de plants de maïs transformés selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes additionnelles suivantes : f) croisement d'un plant de maïs transformé obtenu à l'étape c) avec un second plant de maïs ; g) sélection des plantes de maïs issues du croisement de l'étape f) et ayant conservé le transgène.  According to yet another aspect, the process for obtaining maize plants transformed according to the invention is characterized in that it comprises the following additional steps: f) crossing of a transformed maize plant obtained in step c) with a second maize plant; g) selecting maize plants from the cross of step f) and having retained the transgene.

Un des modes de réalisation du procédé objet de l'invention concerne l'obtention de plants de maïs transgéniques à partir de cellules végétales transformées avec une construction comprenant au moins une séquence

Figure img00230001

choisie parmi les séquences SEQ ID n01 ou SEQ ID n 2. One of the embodiments of the method which is the subject of the invention concerns obtaining transgenic maize plants from transformed plant cells with a construction comprising at least one sequence
Figure img00230001

chosen from the sequences SEQ ID No. 01 or SEQ ID No. 2.

Cellules hôtes transformées par un polynucléotide antisens ou par un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT et plants de maïs transformés obtenus à partir des cellules hôtes transformées. Host cells transformed with an antisense polynucleotide or a polynucleotide encoding COMT methyltransferase and transformed corn plants obtained from the transformed host cells.

L'invention a aussi pour objet une cellule hôte de maïs ou une cellule de Agrobacterium tumefaciens transformée avec :  The subject of the invention is also a maize host cell or an Agrobacterium tumefaciens cell transformed with:

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a) soit un polynucléotide antisens inhibant la synthèse de la méthyltransférase COMT dans une cellule de maïs ; b) soit un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT, ledit polynucléotide (a) ou ledit polynucléotide (b) étant préférentiellement placé sous le contrôle d'une séquence régulatrice fonctionnelle dans une cellule de maïs, par exemple dans une cassette d'expression ou encore dans un vecteur d'expression tels définis précédemment.  a) an antisense polynucleotide inhibiting the synthesis of COMT methyltransferase in a corn cell; b) a polynucleotide encoding the COMT methyltransferase, said polynucleotide (a) or said polynucleotide (b) being preferably placed under the control of a functional regulatory sequence in a corn cell, for example in an expression cassette or in a an expression vector as defined above.

La présente invention concerne les cellules de plantes transformées ainsi obtenues. En particulier, les cellules de maïs ayant intégré de manière stable dans leur génome les constructions comprenant toute ou partie des séquences SEQ ID n01 ou n 2.  The present invention relates to transformed plant cells thus obtained. In particular, the corn cells having stably integrated in their genome constructions comprising all or part of the sequences SEQ ID n01 or n 2.

Les cellules transformées par les constructions objets de la présente invention sont sélectionnées au moyen du marqueur de sélection par exemple la résistance au BASTA&commat;. Les cellules transgéniques sont ensuite cultivées sur un milieu approprié pour régénérer des plantes entières grâce aux méthodes bien connues de l'homme de métier. Dans le cas des protoplastes, la paroi cellulaire peut se reformer sous l'effet de conditions osmotiques appropriées. Dans le cas de graines ou d'embryons, un milieu favorable à la germination ou à l'initiation de cals est employé. Pour les explants, le milieu employé doit permettre la régénération.  The cells transformed by the constructs that are the subject of the present invention are selected by means of the selection marker, for example the resistance to BASTA®. The transgenic cells are then grown on a suitable medium to regenerate whole plants by methods well known to those skilled in the art. In the case of protoplasts, the cell wall can reform under the effect of appropriate osmotic conditions. In the case of seeds or embryos, a favorable medium for germination or callus initiation is employed. For explants, the medium used must allow regeneration.

Le principe de régénération in vitro de cellules végétales de maïs est bien connu de l'homme de métier. Les plantes sont régénérées à partir de cals obtenus après culture de cellules d'anthères, de grains de pollen, d'embryons ou de protoplastes. Les cellules sont cultivées sur des milieux nutritifs gélosés adaptés à chaque type cellulaire en conditions stériles dans des boîtes de Pétri ou des tubes de cultures en chambre climatique dans des conditions environnementales favorables (température et luminosité adaptées). Après repiquage, les vitroplants sont transplantés en serre.  The principle of in vitro regeneration of maize plant cells is well known to those skilled in the art. The plants are regenerated from callus obtained after culture of anther cells, pollen grains, embryos or protoplasts. The cells are cultured on nutrient agar media adapted to each cell type under sterile conditions in petri dishes or culture tubes in a climatic chamber under favorable environmental conditions (adapted temperature and brightness). After transplanting, vitroplants are transplanted into a greenhouse.

En particulier, selon un des aspects de l'invention, les plants de maïs offrant une meilleure digestibilité et dont la teneur en unités S et/ou G est modifiée, notamment possédant un rapport SIG inférieur à celui des plantes dont le rapport n'est pas modifié peuvent être obtenus après hybridation avec un individu dont l'activité de la méthyltransférase COMT est modifiée par les principes de sélection variétale bien connus de l'homme du métier.  In particular, according to one aspect of the invention, maize plants with better digestibility and the content of S units and / or G is modified, including having a lower GIS ratio than plants whose ratio is not not modified can be obtained after hybridization with an individual whose COMT methyltransferase activity is modified by the principles of varietal selection well known to those skilled in the art.

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L'homme du métier peut également employer les méthodes de multiplication végétative à partir des plants de maïs dont l'activité méthyltransférase COMT est modifiée, en particulier afin de modifier le rapport en unités S/unités G et/ou la teneur en lignine. Ces méthodes peuvent avantageusement comporter certaines étapes in vitro. Ce peut être des étapes de régénération de cellules possédant une activité méthyltransférase COMT modifiée. Ce peut être des méthodes de culture tissulaire, de micro-bouturage, de culture de méristèmes, de culture d'embryons, de plants de maïs possédant une activité méthyltransférase COMT modifiée. Ce peut être des méthodes de régénération de protoplastes issus de plants de maïs possédant une activité méthyltransférase COMT modifiée ou issus de fusion avec des protoplastes issus de plants de maïs possédant une activité méthyltransférase COMT modifiée.  Those skilled in the art may also employ vegetative propagation methods from corn plants whose COMT methyltransferase activity is modified, particularly to modify the ratio in S units / G units and / or lignin content. These methods may advantageously include certain steps in vitro. These may be cell regeneration steps with modified COMT methyltransferase activity. These may be methods of tissue culture, micro-propagation, meristem culture, embryo culture, corn plants with modified COMT methyltransferase activity. These may be methods of regenerating protoplasts from corn plants with modified COMT methyltransferase activity or from fusion with protoplasts from corn plants with modified COMT methyltransferase activity.

L'invention a aussi pour objet un plant de maïs transformé, susceptible d'être obtenu par le procédé tel que défini ci-dessus, qui est caractérisé par des caractéristiques de digestibilité améliorées.  The invention also relates to a transformed corn plant, obtainable by the method as defined above, which is characterized by improved digestibility characteristics.

Selon une première caractéristique pouvant le définir, un plant de maïs transformé conformément à l'invention possède des caractéristiques de digestibilité améliorées et une valeur de l'indice dndf d'au moins 80.  According to a first feature that can define it, a maize plant transformed according to the invention has improved digestibility characteristics and a dndf index value of at least 80.

Selon une seconde caractéristique pouvant le définir, un plant de maïs selon l'invention possède une teneur en lignine Klason, mesurée à partir des tiges et des feuilles, qui est inférieure à 8,5, de préférence inférieure à 8, à 7,5, à, 7,0, à 6,9 ou à 6,8, et de préférence inférieure à 6,7.  According to a second characteristic that can define it, a corn plant according to the invention has a Klason lignin content, measured from the stems and leaves, which is less than 8.5, preferably less than 8, at 7.5. at, 7.0, 6.9 or 6.8, and preferably less than 6.7.

Un plant de maïs préféré selon l'invention possède une teneur en lignine Klason comprise entre 6,1 et 6,6.  A preferred corn plant according to the invention has a Klason lignin content of between 6.1 and 6.6.

Selon une troisième caractéristique pouvant le définir, un plant de maïs transformé selon l'invention possède un rapport S/G de la lignine inférieur à 40/60.  According to a third characteristic that can define it, a corn plant transformed according to the invention has a S / G ratio of lignin of less than 40/60.

L'invention est également relative à une partie d'un plant de maïs transformé tel que défini ci-dessus, par exemple une racine, une graine, une feuille, une tige ou une fleur.  The invention also relates to a portion of a transformed corn plant as defined above, for example a root, a seed, a leaf, a stem or a flower.

Elle a également trait à des cellules de maïs isolées obtenues à partir d'un plant de maïs transformé tel que défini ci-dessus.  It also relates to isolated corn cells obtained from a transformed corn plant as defined above.

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L'invention concerne aussi un vecteur d'expression recombinant comprenant un polynucléotide choisi parmi : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT ; ledit polynucléotide étant placé sous le contrôle d'une séquence de régulation fonctionnelle chez le maïs.  The invention also relates to a recombinant expression vector comprising a polynucleotide selected from: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene encoding corn COMT methyltransferase; b) a polynucleotide encoding COMT methyltransferase; said polynucleotide being under the control of a functional regulatory sequence in maize.

La présente invention a aussi pour objet une construction d'ADN comprenant un polynucléotide sens ou un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement la transcription ou la traduction du gène COMT de séquence SEQ ID N"1, placé sous le contrôle d'un promoteur fonctionnel chez le maïs.  The subject of the present invention is also a DNA construct comprising a sense polynucleotide or an antisense polynucleotide specifically inhibiting the transcription or translation of the COMT gene of sequence SEQ ID No. 1, under the control of a functional promoter in maize. .

Elle concerne également une construction d'ADN comprenant un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT, placée sous le contrôle d'un promoteur fonctionnel chez le maïs pour augmenter l'expression de ladite enzyme.  It also relates to a DNA construct comprising a polynucleotide encoding COMT methyltransferase, under the control of a functional promoter in corn to increase the expression of said enzyme.

L'invention est également relative à un produit de transformation obtenu à partir d'un plant de maïs transformé ou d'une partie d'un plant de maïs transformé, tels que définis ci-dessus. Un tel produit de transformation est caractérisé notamment en ce que la lignine qu'il contient présente un rapport modifié entre les unités S et les unités G.  The invention also relates to a transformation product obtained from a transformed maize plant or a part of a transformed maize plant, as defined above. Such a transformation product is characterized in particular in that the lignin it contains has a modified ratio between the units S and the units G.

Préférentiellement, le rapport S/G est inférieur à 40/60.  Preferably, the S / G ratio is less than 40/60.

Ledit produit de transformation inclut les aliments pour le bétail, obtenus à partir des plants de maïs dont les teneurs en unités S ou en unités G sont modifiées et/ou dont la teneur en lignine est modifiée.  The said transformation product includes feed for livestock, obtained from maize plants whose contents in S units or G units are modified and / or the lignin content of which is modified.

L'invention a aussi pour objet une lignine purifiée à partir d'un plant de maïs transformé ou d'une partie de plant de maïs tels que définis ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle présente notamment un rapport entre les unités S et les unités G qui est modifié, par rapport au rapport S/G retrouvé dans la lignine de plants de maïs sauvages.  The subject of the invention is also lignin purified from a transformed maize plant or from a maize plant part as defined above, characterized in that it notably has a ratio between the S units and G units that is modified, compared to the S / G ratio found in the lignin of wild corn plants.

Préférentiellement la lignine purifiée ci-dessus est caractérisée en ce que le rapport S/G est inférieur à 40/60.  Preferably, the purified lignin above is characterized in that the S / G ratio is less than 40/60.

La présente invention est illustrée, sans pour autant être limitées, aux exemples suivants.  The present invention is illustrated, without being limited, to the following examples.

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EXEMPLES Exemple 1 : Construction des vecteurs de transformation : Plusieurs vecteurs ont été construits afin d'obtenir le vecteur de transformation. EXAMPLES Example 1 Construction of transformation vectors: Several vectors were constructed in order to obtain the transformation vector.

- Plasmide pProsper [Figure 5J
Un fragment Pstl-Hindlll de 0.26 Kpb correspondant au terminateur du gène de la opaline synthase (T-Nos) est sous-cloné dans pUC18 (Yannisch-Perron C. et al., 1985) entre les sites Pstl et Hindlll, donnant ainsi le vecteur pUC18-Nos. Le plasmide pMC1 (Collazo P. et al., 1992), correspondant à l'ADNc de la C-OMT (1.4 kb) inséré au site pstl de pUC18. Une amplification PCR est réalisée sur ce plasmide avec les oligonucléotides

Figure img00270001

TOM22 (5'-CTGCTGGAGGTGCTGCAGAAG-3'-SEQ ID N'3) et TOM23 (5'-CTCCTTGCCCCCGGGGTTGTG-3-SEQ ID N 4'), permettant d'introduire respectivement les sites Pstl et Smal, en 5'et en 3'd'un fragment de 0.85 Kpb compris entre les positions 0.17 et 1.04 Kpb de l'ADNc. Ce fragment est ensuite sous-cloné dans le vecteur pGemT (Promega), et le plasmide obtenu est digéré par Pstl et Smal. Le fragment libéré est sous cloné dans pUC18-Nos aux sites Pstl et Smal, générant ainsi le plasmide pTMO-Nos. - Plasmid pProsper [Figure 5J
A PstI-HindIII fragment of 0.26 Kpb corresponding to the terminator of the opaline synthase gene (T-Nos) is subcloned in pUC18 (Yannisch-Perron C. et al., 1985) between the PstI and HindIII sites, thus giving the vector pUC18-Nos. Plasmid pMC1 (Collazo P. et al., 1992), corresponding to the cDNA of C-OMT (1.4 kb) inserted at the pstI site of pUC18. PCR amplification is carried out on this plasmid with the oligonucleotides
Figure img00270001

TOM22 (5'-CTGCTGGAGGTGCTGCAGAAG-3'-SEQ ID N'3) and TOM23 (5'-CTCCTTGCCCCCGGGGTTGTG-3-SEQ ID N 4 '), making it possible to introduce respectively the PstI and SmaI sites, in 5' and in 3 of a 0.85 Kpb fragment between the 0.17 and 1.04 Kpb positions of the cDNA. This fragment is then subcloned into the pGemT vector (Promega), and the resulting plasmid is digested with PstI and SmaI. The released fragment is subcloned into pUC18-Nos at the PstI and SmaI sites, thereby generating plasmid pTMO-Nos.

Le plasmide pBARGUS (Fromm et al., 1990) contient une cassette promoteur CaMV35S-intron Adhl-BAR-Tnos ainsi qu'une cassette promoteur Adhl-Intron Adhl-GUS-Tnos. Cette dernière est libérée par une digestion EcoRI et Hindlil. Dans un deuxième temps, une digestion partielle EcoRI/ Pvull du même fragment permet de libérer un fragment de 1.75 Kpb correspondant au promoteur Adhl couplé à l'intron Adhl. Ce fragment est alors sous-cloné dans pTMO-Nos entre EcoRI et Smal. Le plasmide obtenu est le prosper.  Plasmid pBARGUS (Fromm et al., 1990) contains a CaMV35S-intron Adhl-BAR-Tnos promoter cassette as well as an Adhl-Intron Adhl-GUS-Tnos promoter cassette. The latter is released by an EcoRI and HindIII digestion. In a second step, a partial EcoRI / Pvull digestion of the same fragment makes it possible to release a 1.75 kbp fragment corresponding to the Adhl promoter coupled to the Adhl intron. This fragment is then subcloned into pTMO-Nos between EcoRI and Smal. The plasmid obtained is prosper.

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- Plasmide pAlix [Figure 5/
Le plasmide PMC1 est digéré par Hindi !) et Xbal pour libérer l'ADNc pleine longueur (1.4 Kpb) de la C-OMT. Le plasmide pActine-BAR (Wu, (Cornell University, New York) est constitué du plasmide psP72 contenant une cassette promoteur actine-tntron actine-BAR-Tnos. Ce plasmide est digéré par Hindlll et Xbal pour éliminer le fragment BAR, puis le fragment Hindlll-Xbal de 1.4 Kpb de la C-OMT est sous-cloné entre ces deux sites, donnant ainsi le plasmide pAlix.
- Plasmid pAlix [Figure 5 /
Plasmid PMC1 is digested with HindIII) and XbaI to release the full length cDNA (1.4 Kbp) of C-OMT. The plasmid pActin-BAR (Wu, Cornell University, New York) consists of the plasmid psP72 containing an actin-actin-actin-BAR-Tnos promoter cassette This plasmid is digested with HindIII and XbaI to remove the BAR fragment, and the fragment HindIII-XbaI of 1.4 Kbp of C-OMT is subcloned between these two sites, thus giving the plasmid pAlix.

-Plasmide pBar2 [Figure 5]
Le plasmide pBARGUS est digéré par Hindlll, pour libérer la cassette promoteur CaMV35S -Intron Adh1 - BAR - Tnos de 2.13 Kpb. La cassette ainsi libérée est sous-clonée dans pUC18 au site Hindill, pour donner le plasmide pBar2.
-Plasmid pBar2 [Figure 5]
The plasmid pBARGUS is digested with HindIII, to release the CaMV35S -Intron Adh1-BAR-Tnos promoter cassette of 2.13 Kpb. The thus released cassette is subcloned into pUC18 at the HindIII site to give plasmid pBar2.

- Plasmide pBar [Figure 5]
La construction du plasmide pBar est décrite par Peter Eckes (Biology Research Center H 872 N, Hoechst AG 6230 Frankfurt 80/EP-0.275. 957).
PBar Plasmid [Figure 5]
The construction of plasmid pBar is described by Peter Eckes (Biology Research Center H 872 N, Hoechst AG 6230 Frankfurt 80 / EP-0.275, 957).

Exemple 2 : Transformation par Aarobacterium tumefaciens
La technique de transformation décrite par Ishida et al. (1996) est utilisée à partir d'embryons immatures de 10 jours après la fécondation.
Example 2: Transformation by Aarobacterium tumefaciens
The transformation technique described by Ishida et al. (1996) is used from immature embryos 10 days after fertilization.

Tous les milieux utilisés sont référencés dans la référence citée.  All media used are referenced in the reference cited.

La transformation débute avec une phase de c-culture où les embryons immatures des plantes de maïs sont mis en contact pendant au moins 5 minutes avec Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 contenant les vecteurs superbinaires. Le plasmide superbinaire est le résultat d'une recombinaison homologue entre un vecteur intermédiaire porteur de l'ADN-T contenant le gène d'intérêt et/ou le marqueur de sélection dérivé des plasmides décrits dans les exemples précédents, et le vecteur pSB1 de
Japan Tobacco (EP 672 752) qui contient : les gènes virB et virG du plasmide pTiBo542 présent dans la souche supervirulente A281
The transformation begins with a c-culture phase where the immature embryos of the maize plants are brought into contact for at least 5 minutes with Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 containing the superbinary vectors. The super-plasmid is the result of homologous recombination between an intermediate vector carrying the T-DNA containing the gene of interest and / or the selection marker derived from the plasmids described in the preceding examples, and the pSB1 vector of
Japan Tobacco (EP 672 752) which contains: the virB and virG genes of plasmid pTiBo542 present in the supervirulent strain A281

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d'Agrobacterium tumefaciens (ATCC 37349) et une région homologue retrouvée dans le vecteur intermédiaire permettant cette recombinaison homologue.  of Agrobacterium tumefaciens (ATCC 37349) and a homologous region found in the intermediate vector allowing this homologous recombination.

Les embryons sont ensuite placés sur milieu LSAs pendant 3 jours à l'obscurité et à 25 C. Une première sélection est effectuée sur les cals transformés : les cals embryogènes sont transférés sur milieu LSD5 contenant de la phosphinotricine à 5 mg ! 1 et de la céfotaxime à 250 mg ! 1 (élimination ou limitation de la contamination par Agrobacterium tumefaciens). Cette étape est menée 2 semaines à l'obscurité et à 25 C. La deuxième étape de sélection est réalisée par transfert des embryons qui se sont développés sur milieu LSD5, sur milieu LSD10 (phosphinotricine à 10 mg/l) en présence de céfotaxime, pendant 3 semaines dans les mêmes conditions que précédemment. La troisième étape de sélection consiste à exciser les cals de type 1 (fragments de 1 à 2 mm) et à les transférer 3 semaines à l'obscurité et à 250C sur milieu LSD 10 en présence de céfotaxime.  The embryos are then placed on LSAs medium for 3 days in the dark and at 25 C. A first selection is performed on the transformed calli: the embryogenic calli are transferred to LSD5 medium containing phosphinotricin 5 mg! 1 and cefotaxime 250 mg! 1 (elimination or limitation of contamination with Agrobacterium tumefaciens). This step is carried out for 2 weeks in the dark and at 25 ° C. The second selection step is carried out by transfer of the embryos which developed on LSD5 medium, on LSD10 medium (phosphinotricin at 10 mg / l) in the presence of cefotaxime, for 3 weeks under the same conditions as before. The third step of selection consists in excising the callus type 1 (fragments of 1 to 2 mm) and transfer them 3 weeks in the dark and 250C on LSD 10 medium in the presence of cefotaxime.

La régénération des plantules est effectuée en excisant les cals de type 1 qui ont proliféré et en les transférant sur milieu LSZ en présence de phosphinotricine à 5 mg/l et de céfotaxime pendant 2 semaines à 220C et sous lumière continue.  Regeneration of the seedlings is performed by excising the proliferating type 1 calli and transferring them to LSZ medium in the presence of 5 mg / l phosphinotricin and cefotaxime for 2 weeks at 220C under continuous light.

Les plantules régénérées sont transférées sur milieu RM + G2 contenant 100mg ! 1 d'Augmentin pendant 2 semaines à 220C et sous illumination continue pour l'étape de développement. Les plantes obtenues sont alors transférées au phytotron en vue de leur acclimatation.  The regenerated seedlings are transferred to RM + G2 medium containing 100 mg! 1 Augmentin for 2 weeks at 220C and under continuous illumination for the development stage. The resulting plants are then transferred to the phytotron for acclimation.

Exemple 3 : Transformation par bombardement
Des cals du génotype Iz, âgés de 2 mois, obtenus après la mise en culture d'embryons immatures sur un milieu de callogénèse sont utilisés pour la transformation.
Example 3: Bombardment Transformation
Callus genotype Iz, aged 2 months, obtained after immature embryos were cultured on a callogenesis medium are used for the transformation.

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Un traitement plasmolysant permet de réduire le volume de la vacuole et limite ainsi les éclatements cellulaires lors du tir (prétraitement de 4 heures et un post-traitement de 16 heures sur un milieu Sorbitol 0.2M et Mannitol 0.2M). Plasmolysing treatment reduces the volume of the vacuole and thus limits cell burst during firing (4-hour pretreatment and a 16-hour post-treatment on 0.2M Sorbitol and 0.2M Mannitol).

Le matériel végétal est réparti de façon homogène sur l'ensemble de chacune des boîtes. The plant material is homogeneously distributed over all of the boxes.

15 mg de microbilles de tungstène stériles sont mélangées dans 150 l d'eau milliQ stérile. 15 mg of sterile tungsten microbeads are mixed in 150 liters of sterile milliQ water.

Pour 5 tirs, le mélange suivant est préparé : - 25pi de microbilles de tungstène, - 2, 5 pl d'ADN du plasmide portant le gène d'intérêt (àl pg/pl),

Figure img00300001

- 2, 5 ul d'ADN du plasmide portant le gène de sélection (à 1 pg/pl), - de CaCI2 à 2, 5M, -10 pI de spermidine à 0,1 M, Ce mélange est laissé à décanter dans la glace pendant au moins 5 minutes. For 5 shots, the following mixture is prepared: 25 μl of tungsten microbeads, 2.5 μl of plasmid DNA carrying the gene of interest (at 1 μg / μl),
Figure img00300001

2.5 μl of plasmid DNA carrying the selection gene (at 1 μg / μl), CaCl 2 at 2.5 M, 10 μl of 0.1 M spermidine, this mixture is allowed to decant in the ice for at least 5 minutes.

Cinq boîtes de Pétri contenant le matériel à bombarder sont placées sur des boîtes Agar à 15g/L. Five Petri dishes containing the material to be bombarded are placed on agar plates at 15g / L.

50ul de surnageant du tube décanté sont éliminés et le mélange restant est bien vortéxé, puis 2 1-11 de celui-ci est déposé sur la grille de la seringue stérile, qui est vissée sur le support dans le canon.  50ul of supernatant from the decanted tube are removed and the remaining mixture is well vortexed, then 2 1-11 of it is deposited on the grid of the sterile syringe, which is screwed onto the support in the barrel.

Un filtre de gaze stérile est placé sur la boîte de pétri qui est disposée à 19 cm dans l'enceinte du canon. Le vide est poussé à l'intérieur de l'enceinte à la pression de 25 mbars Le tir est déclenché. La pression de l'hélium dans le canon est de 8 bars. A sterile gauze filter is placed on the petri dish which is placed 19 cm into the barrel enclosure. The vacuum is pushed inside the enclosure at the pressure of 25 mbar The firing is triggered. The pressure of the helium in the barrel is 8 bars.

Le matériel végétal bombardé est remis sur sa boîte de pétri d'origine (Mannitol/Sorbitol). Les boîtes sont placées à 26 C et à l'obscurité pendant 16 heures pour un traitement plasmolysant post-bombardement (mannitol/sorbitol). The bombarded plant material is returned to its original petri dish (Mannitol / Sorbitol). The dishes are placed at 26 C and in the dark for 16 hours for post-bombardment plasmolysing treatment (mannitol / sorbitol).

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La pression de sélection est appliquée 16 heures après le tir et est maintenue à la même concentration de l'agent sélectif (bialaphos à 5mg/L) pendant toutes les étapes de régénération. Les plantules sont ensuite repiquées dans du terreau (petits pots) pendant 1 semaine puis transférées en pots de 20 litres (mélange tourbe-pouzzolane) dans la serre transgénique ou en chambre climatisée (Température 24 C jour/20 C nuit ; photopériode 16h jour/8h nuit, hygrométrie 80%). Les plantes sont autofécondées ou croisées. The selection pressure is applied 16 hours after firing and is maintained at the same concentration of the selective agent (bialaphos at 5mg / L) during all regeneration steps. The seedlings are then transplanted into potting soil (small pots) for 1 week and then transferred in 20-liter pots (peat-pozzolan mixture) in the transgenic greenhouse or in an air-conditioned room (Temperature 24 C day / 20 C night, photoperiod 16h day / 8h night, hygrometry 80%). The plants are self-fertilized or crossed.

Exemple 4 : Analyse des ARNs par Northern Biot et de l'ADN génomique par Southern Blot A. Matériels et Méthodes
Les ARN sont isolés par la solution Extract-all (Eurobio), selon le protocole du fournisseur. Une précipitation supplémentaire avec 0.2 M de NaCI avec 2 volumes d'éthanol absolu est effectuée. lopg d'ARN sont séparés sur gels au formaldehyde (Sambrook et al., 1989). L'ADN génomique total est extrait à partir de 1 g de feuilles par la méthode décrite dans Dellaporta et al. (1983). Après une étape de purification au phénolchloroforme, 10IJg d'ADN sont digérés avec 40 unités d'enzyme de restriction (Promega), et séparés sur gel TAE d'agarose à 1% (m/v). Les ARNs ou les ADNs sont transférés sur membranes de nylon (Hybond-N+, Amersham), et hybridés avec des sondes ADN marquées au 32p-dCTP par le kit"prime-a-gene labelling system"de Promega. Le signal d'hybridation est déterminé en mettant en contact les membranes avec des films Biomax-
MS de Kodak dans une cassette d'autoradiographie.
Example 4: Analysis of Northern Biot RNAs and Southern Blot Genomic DNA A. Materials and Methods
The RNAs are isolated by the Extract-all solution (Eurobio), according to the protocol of the supplier. Additional precipitation with 0.2 M NaCl with 2 volumes of absolute ethanol is carried out. 1 μg of RNA are separated on formaldehyde gels (Sambrook et al., 1989). Total genomic DNA is extracted from 1 g of leaves by the method described in Dellaporta et al. (1983). After a phenol chloroform purification step, 10 μg of DNA are digested with 40 units of restriction enzyme (Promega), and separated on TAE agarose gel 1% (w / v). RNAs or DNAs are transferred to nylon membranes (Hybond-N +, Amersham), and hybridized with 32p-dCTP-labeled DNA probes by the Promega premium-a-gene labeling system kit. The hybridization signal is determined by contacting the membranes with Biomax films.
Kodak MS in an autoradiography cassette.

B. Résultats
La Figure 6A représente une analyse Northern blot de la lignée de maïs C-OMT 225 au stade 20 jours.
B. Results
Figure 6A depicts a Northern blot analysis of the C-OMT 225 corn line at the 20 day stage.

Des ARNs de racines (r), collet (c), et feuilles enroulées (H) de la lignée 225 et de la lignée témoin Î2 ont été déposés dur gel d'électrophorèse d'agarose.  RNA (R), collar (c), and wound (H) RNAs of line 225 and control line I2 were deposited on agarose electrophoresis gel.

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Figure img00320001
Figure img00320001

Après migration et incubation pendant 10 minutes dans une solution de BET à 0, 1 ug/ml, le gel a été photographié sous UV dans le but d'estimer les quantités relatives des ARNs ribosomiques (rRNA). L'hybridation de la membrane après transfert avec une sonde ADNc marquée au 32p permet d'observer une forte diminution des transcrits C-OMT dans tous dans tous les organes testés (R, C, H) chez la lignée 225, par rapport à 12. After migration and incubation for 10 minutes in a BET solution at 0.1 μg / ml, the gel was photographed under UV in order to estimate the relative amounts of ribosomal RNAs (rRNA). The hybridization of the membrane after transfer with a 32p-labeled cDNA probe makes it possible to observe a sharp decrease in C-OMT transcripts in all in all the organs tested (R, C, H) in line 225, compared to 12 .

La Figure 6B représente une analyse Southern blot comparative entre la lignée antisens 225 et la lignée Is, en utilisant quatre enzymes de restriction distinctes, respectivement : EcoRV, Kpnl, EcoRI et Sacl.  Figure 6B depicts a comparative Southern blot analysis between the antisense line 225 and the Is line, using four distinct restriction enzymes, respectively: EcoRV, KpnI, EcoRI and SacI.

La sonde utilisée est un fragment de 1,2 Kb localisé dans la région 3' de l'ADNc C-OMT de maïs.  The probe used is a 1.2 Kb fragment located in the 3 'region of the maize C-OMT cDNA.

Les bandes révélées sur la lignée 12 sont dues au gène endogène COMT.  The bands revealed on line 12 are due to the endogenous COMT gene.

Les bandes surnuméraires présentes pour la lignée 225 correspondent aux séquences transgéniques : les enzymes EcoRV, Kpnl et Sacl ne coupent pas dans le transgène. Un site Eco RI est présent dans la partie 5'de la construction transgénique. Selon les cas, 3 bandes (EcoRI, EcoRV) ou 2 bandes (Kpnl, Sacl) surnuméraires apparaissent pour la lignée 225.  The supernumerary bands present for line 225 correspond to the transgenic sequences: the enzymes EcoRV, KpnI and SacI do not cut in the transgene. An Eco RI site is present in the 5 'part of transgenic construction. Depending on the case, 3 bands (EcoRI, EcoRV) or 2 bands (Kpnl, Sacl) supernumerary appear for the line 225.

Les résultats montrent que la lignée 225 a été transformée avec 2 ou 3 copies du transgène.  The results show that line 225 was transformed with 2 or 3 copies of the transgene.

Exemple 5 : Analyse enzymatique de la COMT A. Matériels et Méthodes
Le protocole utilisé est dérivé d'Atanassova et al. (1995). Brièvement, de jeunes plantes de 20 jours (post-semis) sont récoltées en coupant au niveau du collet, puis les feuilles sont éliminées de la partie aérienne (coupure au niveau de la ligule). Le fragment restant, d'environs 15 cm de long est fixé dans l'azote liquide et broyé dans un mortier avec un pilon. La poudre obtenue est homogénéisée dans le tampon d'extraction Na2HPO, JNaH2P04 0. 1M pH7.5, PVPP 5% (m/v), DTT (10mM) à raison de
1 mL de tampon pour 300 mg de poudre. Après 1/2 heure d'incubation à 4 C, deux centrifugations successives (3000 g/10 min/4 C) sont réalisées pour éliminer le matériel insoluble. 40 uL d'extrait brut ainsi obtenu est ajouté à
Example 5 Enzymatic Analysis of COMT A. Materials and Methods
The protocol used is derived from Atanassova et al. (1995). Briefly, young plants of 20 days (post-sowing) are harvested by cutting at the collar, then the leaves are removed from the aerial part (cut at the level of the ligule). The remaining fragment, about 15 cm long is fixed in liquid nitrogen and ground in a mortar with a pestle. The powder obtained is homogenized in the extraction buffer Na2HPO, JNaH2PO4 0. 1M pH7.5, PVPP 5% (m / v), DTT (10 mM) at a rate of
1 mL of buffer for 300 mg of powder. After 1/2 hour of incubation at 4 C, two successive centrifugations (3000 g / 10 min / 4 C) are performed to remove the insoluble material. 40 μl of crude extract thus obtained is added to

<Desc/Clms Page number 33> <Desc / Clms Page number 33>

Figure img00330001

960 uL de mélange réactionnel (Acide caféique 3mM, 3H-SAM 0. 1 uCi, SAM 50uM, DTT 10mM, Tampon Na2HP041 NaH2P04 0. 1M pH7. 5 qsp 960jjL) et l'ensemble est incubé 1 h à 37 C. La réaction est arrêtée avec 100uL d'acide sulfurique 9N et 5 mL de scintillant organique (OCS, Amersham) sont ajoutés au mélange. L'ensemble est homogénéisé pour faire passer l'acide férulique tritié, produit de la réaction, dans le scintillant organique. La quantification de la radioactivité de l'acide férulique est réalisée avec un compteur à scintillation Beckman. Les protéines sont dosées selon la méthode de Bradford (1976) avec le réactif de Biorad.
Figure img00330001

960 μl of reaction mixture (3 mM caffeic acid, 3 H-SAM 0.1 μCi, 50 μM SAM, 10 mM DTT, Na 2 HPO 4 NaH 2 PO 4 0. 1M pH7 buffer, qsp 960 μL) and the whole is incubated for 1 h at 37 ° C. The reaction is stopped with 100 μl of 9N sulfuric acid and 5 ml of organic scintillant (OCS, Amersham) are added to the mixture. The mixture is homogenized to pass the tritiated ferulic acid, product of the reaction, in the organic scintillant. Quantification of the radioactivity of ferulic acid is performed with a Beckman scintillation counter. The proteins are assayed according to the method of Bradford (1976) with the Biorad reagent.

B. Résultats Criblage des plantes transgéniques sur la base de l'activité C-OMT (figure 7) 1-Choix de la partie de la plante utilisée pour la mesure de l'activité COMT Les plantes ont été récoltées à un stade jeune (âgées de 20 jours après semis), ce qui implique un délai court entre semis et analyse, et ce qui permet de cultiver un grand nombre de plantes simultanément. La tige et les jeunes feuilles enroulées ont été utilisés en mélange pour ce travail. Les feuilles ligulées ont été éliminées. B. Results Screening of transgenic plants on the basis of C-OMT activity (Figure 7) 1-Selection of the part of the plant used for the measurement of COMT activity Plants were harvested at a young stage (aged 20 days after sowing), which implies a short delay between sowing and analysis, and which makes it possible to cultivate a large number of plants simultaneously. The stem and the young rolled leaves were used as a mixture for this work. Ligulated leaves were removed.

2-Activité C-OMT chez les plantes témoins utilisées pour le criblage
La lignée utilisée comme témoin dans le criblage est 12. La barre d'histogramme des témoins 12 résulte de la moyenne des résultats obtenus sur 12 plantes analysées deux fois. On a pour ces témoins des valeurs d'activité qui varient de 4385 à 7225 cpm/mg de protéine, la moyenne se situant à 5998 cpm/mg avec un écart type de 1039. Ce premier résultat permet d'estimer la variabilité de l'activité C-OMT entre des plantes différentes récoltées au même moment. On voit que celle-ci est relativement réduite.
2-C-OMT activity in control plants used for screening
The line used as a control in the screen is 12. The histogram bar of the controls 12 results from the average of the results obtained on 12 plants analyzed twice. For these controls, the activity values varied from 4385 to 7225 cpm / mg of protein, the average being 5998 cpm / mg with a standard deviation of 1039. This first result makes it possible to estimate the variability of the C-OMT activity between different plants harvested at the same time. We see that it is relatively small.

La lignée de maïs mutante bm3 a été utilisée pour la comparaison. Il était intéressant de valider le protocole de mesure de l'activité C-OMT, utilisé pour la première fois sur le maïs, à l'aide du mutant bm3, qui présente une activité
C-OMT nulle. Trois plantes bm3 ont été analysées, et on observe un niveau
The mutant corn line bm3 was used for comparison. It was interesting to validate the protocol for measuring C-OMT activity, used for the first time on maize, using the mutant bm3, which shows an activity
C-OMT void. Three bm3 plants were analyzed, and a level

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d'activité très faible correspondant au bruit de fond. Les extraits bruts de protéines des plantes bm3 constituent donc d'excellents témoins négatifs dans ce travail.  very low activity corresponding to background noise. The crude protein extracts of the bm3 plants are therefore excellent negative witnesses in this work.

3-Activité C-OMT dans les populations transgéniques
Les résultats portant sur l'analyse de 32 évènements de transformation différents sont résumés sur la figure 7. Puisque l'analyse a été faite dans certains cas sur deux lots de graines du même événement de transformation.
3-activity C-OMT in transgenic populations
Results relating to the analysis of 32 different transformation events are summarized in Figure 7. Since the analysis was made in some cases on two batches of seeds of the same transformation event.

Trois plantes du même lot ont été analysées de façon à pouvoir établir un écart-type. Chaque extrait brut a été utilisé pour deux déterminations d'activité. Three plants from the same lot were analyzed so that a standard deviation could be established. Each crude extract was used for two activity determinations.

Un total de 20 évènements avec le promoteur ADH-ASOMT (prosper et pProsper-Bar) ont été analysés. Une réduction significative de l'activité COMT, de l'ordre de 70%, a été obtenue pour certains évènements.

Figure img00340001
A total of 20 events with the promoter ADH-ASOMT (prosper and pProsper-Bar) were analyzed. A significant reduction in COMT activity, of the order of 70%, has been achieved for some events.
Figure img00340001

Exemple 6 : Analvse histoloaique lique A. Matériels et Méthodes Coloration de Maüle : Les coupes sont incubées dans une solution de KMn04 à 1% (m/v) pendant 5 minutes, rincées dans de l'eau distillée, décolorées avec une solution de HCI 15N pendant 3 minutes, rincées dans de l'eau distillée, et incubées dans une solution de NaHC03 à 5% (m/v). Example 6: Histoloacic Analysis A. Materials and Methods • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 15N for 3 minutes, rinsed in distilled water, and incubated in 5% (w / v) NaHCO 3 solution.

Coloration au phloroglucinol : Les coupes sont immergées dans une solution de phloroglucinol en solution chlorhydrique (Prolabo). Phloroglucinol stain: The sections are immersed in a solution of phloroglucinol in hydrochloric solution (Prolabo).

Les photographies sont réalisées avec une caméra. The photographs are made with a camera.

B. Résultats
Les résultats sont représentés sur la Figure 8, qui représente des clichés de microscopie photonique de faisceaux cribro-vasculaires de feuilles adultes de maïs, respectivement de la lignée Is de maïs témoin et de la lignée de maïs 225, qui a été transformée avec un polynucléotide antiens inhibant la méthyltransférase COMT.
B. Results
The results are shown in FIG. 8, which shows photon microscopy images of the cribro-vascular bundles of adult maize leaves, respectively of the control maize line Is and the maize line 225, which has been transformed with a polynucleotide. antigen inhibiting COMT methyltransferase.

<Desc/Clms Page number 35> <Desc / Clms Page number 35>

Sur la Figure 8, on voit que la coloration est moins intense dans le sclérenchyme et dans le xylème de la lignée 225 que dans le sclérenchyme et le xylème de la lignée 12 témoin.  In Figure 8, it is seen that the staining is less intense in the sclerenchyma and in the xylem of the 225 line than in the sclerenchyma and xylem of the control line 12.

Cela reflète une diminution des unités S dans les lignines de la variété transgénique de maïs 225.  This reflects a decrease in S units in the lignins of the transgenic maize 225 variety.

Exemple 7 : Test de digestibilité des plantes par évaluation de la solubilité enzymatique A. Matériels et Méthodes
Cette méthode permet d'estimer une digestibilité potentielle par l'activité d'enzymes cellulolytiques sur la paroi végétale. Les échantillons sont placés dans des sachets scellés et plongés dans les solutions enzymatiques. Les réactions ont lieu dans un incubateur DAIZY pouvant contenir quatre flacons de 2 litres, agités par rotation, maintenus à 40 C et pouvant contenir de 20 à 80 sachets. Les échantillons de poudre lyophilisée sont incubés une nuit à 70 C dans un cristallisoir. Puis, 0.5 g de poudre (masse initiale) sont déposés dans un sachet (F57, Ankom) qui est fermé par soudure, incubé 24 h à 70 C puis pesé après refroidissement (P1). Le sachet est ensuite incubé dans une solution de pepsine (Merck) à 20 g/L de HCL 0, 1 N, à 40 C pendant 24 h, puis à 80 C pendant 14 heure. L'ensemble est alors rincé à l'eau à 35 C et essoré. Cette étape est répétée une fois. Le sachet est ensuite incubé dans une solution de cellulase (Onozuka R10 Yakult, Biochemical Co, Ltd. ) à 1 g/L avec de l'amyloglucosidase (Merck) à
0. 1g/L dans un tampon acétate de sodium/acide acétique (2.95 mL d'acide acétique à 96% et 6.8 g de d'acétate de sodium dans 1 L d'eau déminéralisée), à 40 C pendant 24 h, puis rincé et essoré deux fois, avant d'être séché à l'étuve à 70 C pendant 24 heures. Le sachet est pesé (P2). La solubilité (en % de la masse sèche) est égale à (P1-P2)/ (masse initiale x 100).
Example 7: Test of digestibility of plants by evaluation of the enzymatic solubility A. Materials and Methods
This method makes it possible to estimate a potential digestibility by the activity of cellulolytic enzymes on the plant wall. The samples are placed in sealed sachets and immersed in the enzyme solutions. The reactions take place in a DAIZY incubator which can contain four 2-liter flasks, rotated, kept at 40 ° C. and can contain from 20 to 80 sachets. The freeze-dried powder samples are incubated overnight at 70 ° C. in a crystallizer. Then, 0.5 g of powder (initial mass) are deposited in a bag (F57, Ankom) which is closed by welding, incubated for 24 hours at 70 ° C. and then weighed after cooling (P1). The sachet is then incubated in a solution of pepsin (Merck) at 20 g / l of 0.1 N HCl at 40 ° C. for 24 hours and then at 80 ° C. for 14 hours. The whole is then rinsed with water at 35 C and wrung. This step is repeated once. The sachet is then incubated in a solution of cellulase (Onozuka R10 Yakult, Biochemical Co, Ltd.) at 1 g / L with amyloglucosidase (Merck).
0. 1 g / L in sodium acetate / acetic acid buffer (2.95 mL of 96% acetic acid and 6.8 g of sodium acetate in 1 L of demineralised water), at 40 C for 24 h, then rinsed and wrung twice, before being dried in an oven at 70 C for 24 hours. The bag is weighed (P2). The solubility (in% of the dry mass) is equal to (P1-P2) / (initial mass × 100).

B. Résultats
Les résultats comparés de digestibilité sont présentés dans le Tableau
1 ci-dessous.
B. Results
Comparative results of digestibility are presented in Table
1 below.

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Tableau 1 : Indice de digestibilité des plants de maïs

Figure img00360001
Table 1: Digestibility index of maize plants
Figure img00360001

<tb>
<tb> Lignée <SEP> Neutral <SEP> detergent <SEP> fiber <SEP> Digestibilité <SEP> (dndf)
<tb> (ndf)
<tb> 225 <SEP> 1 <SEP> 47. <SEP> 69 <SEP> 86. <SEP> 24
<tb> 225 <SEP> (2) <SEP> 43. <SEP> 65 <SEP> 82. <SEP> 20
<tb> témoin <SEP> 1246. <SEP> 8577. <SEP> 61
<tb>
<Tb>
<tb> Line <SEP> Neutral <SEP> detergent <SEP> fiber <SEP> Digestibility <SEP> (dndf)
<tb> (ndf)
<tb> 225 <SEP> 1 <SEP> 47. <SEP> 69 <SEP> 86. <SEP> 24
<tb> 225 <SEP> (2) <SEP> 43. <SEP> 65 <SEP> 82. <SEP> 20
<tb> control <SEP> 1246. <SEP> 8577. <SEP> 61
<Tb>

Dans le Tableau 1, l'indice ndf représente le pourcentage de fraction non digestible mesuré à partir de poudre lyophilisée de plantes entières récoltées au stade floraison. In Table 1, the index ndf represents the percentage of nondigestible fraction measured from lyophilized powder of whole plants harvested at the flowering stage.

Dans le Tableau 1, l'indice dndf représente l'indice de digestibilité calculé à partir de la valeur de ndf (neutral detergent fiber) et du dms (solubilité enzymatique Aufrère) selon la formule de Struik (1985).  In Table 1, the index dndf represents the digestibility index calculated from the value of ndf (neutral detergent fiber) and dms (energetic solubility Aufrère) according to the formula of Struik (1985).

Les résultats du Tableau 1 montrent la digestibilité plus élevée des deux lignées de maïs transgéniques 225 (1) et 225 (2) qui ont été transformées avec une construction antisens selon l'invention, par rapport à la variété de maïs WT témoin, la lignée de maïs Iz.  The results of Table 1 show the higher digestibility of the two transgenic maize lines 225 (1) and 225 (2) which were transformed with an antisense construct according to the invention, compared to the control corn variety WT, the line of corn Iz.

Exemple 8 : Evaluation de la teneur. la composition et de la structure en lianine de maïs transgéniques sous-exprimant la COMT : évaluation par CPG-SM des produits monomères issus de leur thioacidolvse 11 Etude des liqnines : teneur et structure Trois lignées de maïs, un témoin (WT) et deux lignées anti-sens COMT du même événement de transformation présentant une activité résiduelle de 40 % (3.2 et 1.2) récoltées au stade floraison, lyophilisées et broyées ont été analysées. Example 8: Evaluation of the content. composition and structure of transgenic corneal maize under-expressing COMT: evaluation by GPC-MS of monomeric products derived from their thioacidolysis 11 Liqnine study: content and structure Three maize lines, one control (WT) and two lines COMT antisense of the same transformation event with a residual activity of 40% (3.2 and 1.2) harvested at the flowering stage, freeze-dried and crushed were analyzed.

Les échantillons ont été extraits par un mélange acétone/eau (5/1) afin d'éliminer l'essentiel des composés solubles (pigments, lipides...) par un protocole relativement rapide. Les résultats sont présentés dans le
Tableau 2 : le "résidu" de l'extraction représente à peu près le pourcentage de parois dans l'échantillon.
The samples were extracted with an acetone / water mixture (5/1) in order to eliminate most of the soluble compounds (pigments, lipids, etc.) by a relatively fast protocol. The results are presented in the
Table 2: The "residue" of the extraction represents roughly the percentage of walls in the sample.

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Tableau 2 : Résultats de l'extraction des échantillons de maïs témoin (WT) et transgéniques

Figure img00370001
Table 2: Results of Extraction of Control (WT) and Transgenic Corn
Figure img00370001

<tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb> % <SEP> parois <SEP> 57. <SEP> 7 <SEP> 52. <SEP> 5 <SEP> 55. <SEP> 2
<tb> % <SEP> extractibles <SEP> 42.3 <SEP> 47. <SEP> 5 <SEP> 44. <SEP> 8
<tb>
La teneur assez élevée en extractibles est imputable à la présence des feuilles.
<Tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb>% <SEP> walls <SEP> 57. <SEP> 7 <SEP> 52. <SEP> 5 <SEP> 55. <SEP> 2
Extractive <tb>% <SEP><SEP> 42.3 <SEP> 47. <SEP> 5 <SEP> 44. <SEP> 8
<Tb>
The relatively high extractable content is attributable to the presence of the leaves.

Les valeurs observées sont assez semblables pour les 3 lignées. The observed values are quite similar for the 3 lines.

Le dosage de la lignine Klason a été réalisé sur les échantillons extraits. Il est exprimé en pourcentage pondéral de ces échantillons (tableau 3). The Klason lignin assay was performed on the extracted samples. It is expressed in weight percent of these samples (Table 3).

Tableau 3 : Teneur en lignine Klason des échantillons de maïs (tiges + feuilles) extraits. Résultats exprimés en % pondéral des parois extraites

Figure img00370002
Table 3: Klason lignin content of corn samples (stems + leaves) extracted. Results expressed in% by weight of the extracted walls
Figure img00370002

<tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb> Essai <SEP> 1 <SEP> 8. <SEP> 89 <SEP> 6. <SEP> 11 <SEP> 6. <SEP> 50
<tb> Essai <SEP> 2 <SEP> 8. <SEP> 63 <SEP> 6. <SEP> 34 <SEP> 6. <SEP> 57
<tb> Moyenne <SEP> (écart-8. <SEP> 76 <SEP> (0.18) <SEP> 6.23 <SEP> (0.16) <SEP> 6.54 <SEP> (0.05)
<tb> type)
<tb>
Les teneurs en lignine sont plus faibles que dans le cas de tiges récoltées à maturité : les échantillons extraits proviennent en effet de (feuilles + tiges) récoltées au stade floraison. Les deux lignées transgéniques présentent une teneur en lignine plus faible (25 à 30% en moins) que la lignée témoin.
<Tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb> Assay <SEP> 1 <SEP> 8. <SEP> 89 <SEP> 6. <SEP> 11 <SEP> 6. <SEP> 50
<tb> Assay <SEP> 2 <SEP> 8. <SEP> 63 <SEP> 6. <SEP> 34 <SEP> 6. <SEP> 57
<tb> Average <SEP> (range-8. <SEP> 76 <SEP> (0.18) <SEP> 6.23 <SEP> (0.16) <SEP> 6.54 <SEP> (0.05)
<tb> type)
<Tb>
The lignin contents are lower than in the case of stems harvested at maturity: the extracted samples come indeed from (leaves + stems) harvested at the flowering stage. Both transgenic lines have a lower lignin content (25 to 30% less) than the control line.

La teneur en extractibles étant similaire pour les 3 lignées (Tableau 2), t'écart entre WT et antisens est maintenu lorsque le calcul est réalisé sur l'échantillon non extrait Afin d'évaluer l'impact de la transformation sur la structure des lignines, les plantes entières (feuilles+tiges) ont été soumises à thioacidolyse (Lapierre et al., Plant Physiol119, 153-163,1999), suivie de l'analyse CPG-SM de leurs dérivés triméthylsilylés (Saturn Varian, impact électronique, 45-650 m/z). La As the extractable content is similar for the 3 lines (Table 2), the difference between WT and antisense is maintained when the calculation is performed on the non-extracted sample In order to evaluate the impact of the transformation on lignin structure whole plants (leaves + stems) were subjected to thioacidolysis (Lapierre et al., Plant Physiol119, 153-163, 1999), followed by GC-MS analysis of their trimethylsilyl derivatives (Saturn Varian, electronic impact, 45 -650 m / z). The

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fréquence relative des unités p-hydroxyphényles H, guaiacyles G, syringyles S et 5-hydroxyguaiacyles 5-OH G engagées uniquement dans des liaisons - 0-4 a été déterminée sur les chromatogrammes reconstruits sur les ions les plus spécifiques des dérivés qu'ils génèrent (Figure 2). Ces ions, correspondant au pic de base du spectre de masse, permettent d'évaluer sans équivoque les proportions des unités H/G/S/5-OHG liées en-0-4.  Relative frequency of the p-hydroxyphenyl H, guaiacyl G, S-syringyl and 5-hydroxyguanal 5-OH G units engaged only in -0-4 bonds was determined on the chromatograms reconstructed on the most specific ions of the derivatives they generate. (Figure 2). These ions, corresponding to the base peak of the mass spectrum, make it possible to unequivocally evaluate the proportions of the H / G / S / 5-OHG units bound in -0-4.

Les résultats rapportés dans le Tableau 4 et en Figure 3 révèlent sans équivoque l'efficacité de la transformation visant à sous-exprimer l'activité COMT. Les lignées transgéniques 3.2 et 1.2 présentent un effondrement de la fréquence des unités S (divisée par 2) et surtout l'apparition dans leurs lignines d'unités 5 OH-G en quantité substantielle (multipliée par un facteur compris entre 10 et 20). L'effet est un peu plus marqué dans le cas de la lignée 1.2. Les écarts observés entre Tableaux 3 et 4 pour les témoins sont imputables aux différences d'organes analysés, de stade de récolte et de lignée. The results reported in Table 4 and Figure 3 unequivocally demonstrate the effectiveness of the transformation to under-express COMT activity. Transgenic lines 3.2 and 1.2 show a collapse of the frequency of S units (divided by 2) and especially the appearance in their lignins of OH-G units in a substantial amount (multiplied by a factor of between 10 and 20). The effect is a little more marked in the case of line 1.2. The differences observed between Tables 3 and 4 for the controls are attributable to the differences in the organs analyzed, the stage of harvest and the line.

Tableau 4. Structure des lignines de maïs (tiges + feuilles récoltées à la floraison) de lignées témoin et sous-exprimant la COMT : Fréquence relative des unités H, G, S et 5-OHG liées en-0-4

Figure img00380001
Table 4. Structure of maize lignins (stems + leaves harvested at flowering) of control and under-expressing COMT lines: Relative frequency of H, G, S and 5-OHG units bound in -0-4
Figure img00380001

<tb>
<tb> Echantillon <SEP> Témoin <SEP> AS <SEP> COMT <SEP> 3. <SEP> 2 <SEP> AS <SEP> COMT <SEP> 1. <SEP> 2
<tb> % <SEP> unités <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 2,5 <SEP> 2,4
<tb> % <SEP> unités <SEP> 56, <SEP> 0 <SEP> 68,7 <SEP> 70,1
<tb> % <SEP> Unités <SEP> S <SEP> 40, <SEP> 5 <SEP> 24,4 <SEP> 20,4
<tb> % <SEP> Unités <SEP> 50H <SEP> G <SEP> 0,3 <SEP> 4,4 <SEP> 7,1
<tb> SIG <SEP> 0,72 <SEP> 0,36 <SEP> 0,29
<tb>
<Tb>
<tb> Sample <SEP> Witness <SEP> AS <SEP> COMT <SEP> 3. <SEP> 2 <SEP> AS <SEP> COMT <SEP> 1. <SEP> 2
<tb>% <SEP> units <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 2.5 <SEP> 2,4
<tb>% <SEP> units <SEP> 56, <SEP> 0 <SEP> 68.7 <SEP> 70.1
<tb>% <SEP> Units <SEP> S <SEP> 40, <SEP> 5 <SEP> 24.4 <SEP> 20.4
<tb>% <SEP> Units <SEP> 50H <SEP> G <SEP> 0.3 <SEP> 4.4 <SEP> 7.1
<tb> SIG <SEP> 0.72 <SEP> 0.36 <SEP> 0.29
<Tb>

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Figure img00390001

21 Etude des esters p-OH cinnamiques liés aux parois de maïs extraites Les esters p-hydroxycinnamiques liés aux parois ont été libérés par hydrolyse alcaline (NaOH 1 M, 2. 5 h, 40 C, 20 mg d'échantillon extrait traité par 2 ml de soude, en présence de 0. 2 mg étalon interne éthylvanilline, avec agitation magnétique et sous N2). L'hydrolysat a été acidifié par HCI 2 M (1. 5 ml), ultrafiltré sur Millex H25 NS (Millipore). Les composés phénoliques ont été extraits par extraction en phase solide sur Sep-Pak C18 (Classic, Waters Millipore), selon un protocole adapté de Beveridge et al. (2000, Food Res. Internat., 33, 775-783). Le conditionnement de la cartouche Sep-pak a été réalisé par 2*5 ml MeOH, 2*5ml eau (milli), 2*5 mi tampon formiate pH 3, avant passage de l'hydrolysat acidifié, suivi d'un lavage par 3 ml tampon formiate. L'élution des composés phénoliques retenus intégralement sur la cartouche (nous l'avons vérifié) a été réalisée par 1 mi CH3CN. L'échantillon recueilli a été dilué v/v par le solvant de CLHP avant d'être ultrafiltré à nouveau et analysé par CLHP en phase inverse (20 ul injectés). Un traitement identique a été réalisé sur un mélange étalon témoin contenant des quantités équipondérales d'acide p-coumarique (PC), d'acide férulique (Fe) et d'éthylvanilline (EtV), pour réaliser la calibration. L'analyse CLHP a été réalisée sur colonne Lichrocart RP18 Merck (5 pm, 250 * 4 mm), utilisée en conditions isocratiques, avec élution par le mélange eau/CH3CN/CH3COOH (78/20/2, v/v) à un débit de 1. 3 ml/min et avec détection en sortie de colonne à 280 nm. Les résultats sont rapportés dans le tableau 5 et illustrés en Figure 4.
Figure img00390001

Study of p-OH cinnamic esters bound to the extracted corn walls The p-hydroxycinnamic esters bound to the walls were released by alkaline hydrolysis (1 M NaOH, 2.5 h, 40 ° C., 20 mg of 2-treated extract sample). ml of sodium hydroxide, in the presence of 0.2 mg internal standard ethylvanillin, with magnetic stirring and under N 2). The hydrolyzate was acidified with 2 M HCl (1.5 ml), ultrafiltered on Millex H25 NS (Millipore). The phenolic compounds were extracted by solid phase extraction on Sep-Pak C18 (Classic, Waters Millipore), according to a protocol adapted from Beveridge et al. (2000, Food Res Internat., 33, 775-783). The conditioning of the Sep-Pak cartridge was carried out with 2 * 5 ml MeOH, 2 * 5 ml water (milli), 2 * 5 mi formate buffer pH 3, before passing the acidified hydrolyzate, followed by washing with 3 ml formate buffer. The elution of the phenolic compounds retained integrally on the cartridge (we verified it) was carried out with 1 ml CH3CN. The collected sample was diluted v / v with the HPLC solvent before being ultrafiltered again and analyzed by reverse phase HPLC (20 μl injected). Identical treatment was carried out on a control standard mixture containing equal amounts of p-coumaric acid (PC), ferulic acid (Fe) and ethylvanillin (EtV) to perform the calibration. HPLC analysis was carried out on a Merck Lichrocart RP18 column (5 μm, 250 × 4 mm), used under isocratic conditions, eluting with water / CH 3 CN / CH 3 COOH (78/20/2, v / v) at room temperature. flow rate of 1.3 ml / min and with detection at the column outlet at 280 nm. The results are reported in Table 5 and illustrated in Figure 4.

Tableau 5 : Quantité d'acides p-coumarique (PC) et féruliques (FE) libérés par hydrolyse alcaline douce (NaOH 1 M, 2. 5h, 40 C) d'échantillons de maïs (tiges + feuilles) extraits. Résultats exprimés en % pondéral des parois extraites

Figure img00390002
Table 5: Quantity of p-coumaric acids (PC) and ferulic acids (FE) released by mild alkaline hydrolysis (1 M NaOH, 2.5 h, 40 C) of corn samples (stems + leaves) extracted. Results expressed in% by weight of the extracted walls
Figure img00390002

<tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb> Essai <SEP> PC <SEP> FE <SEP> PC <SEP> FE <SEP> PC <SEP> FE
<tb> Essai <SEP> 1 <SEP> 0.81 <SEP> 0.89 <SEP> 0.55 <SEP> 1.03 <SEP> 0.54 <SEP> 1.06
<tb> Essai <SEP> 2 <SEP> 0.80 <SEP> 0.85 <SEP> 0.56 <SEP> 1.05 <SEP> 0.54 <SEP> 1.04
<tb> Moyenne <SEP> 0.80 <SEP> 0.86 <SEP> 0.56 <SEP> 1.04 <SEP> 0.54 <SEP> 1.05
<tb>
<Tb>
<tb> WT <SEP> ASCOMT1. <SEP> 2 <SEP> ASCOMT3. <SEP> 2
<tb> Try <SEP> PC <SEP> FE <SEP> PC <SEP> FE <SEP> PC <SEP> FE
<tb> Assay <SEP> 1 <SEP> 0.81 <SEP> 0.89 <SEP> 0.55 <SEP> 1.03 <SEP> 0.54 <SEP> 1.06
<tb> Assay <SEP> 2 <SEP> 0.80 <SEP> 0.85 <SEP> 0.56 <SEP> 1.05 <SEP> 0.54 <SEP> 1.04
<tb> Average <SEP> 0.80 <SEP> 0.86 <SEP> 0.56 <SEP> 1.04 <SEP> 0.54 <SEP> 1.05
<Tb>

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Figure img00400001

A nouveau, les résultats présentent une plus faible teneur en esters pcoumariques que les lignées témoins analogues, tandis que les teneurs en esters féruliques sont peu affectées par la déficience en activité COMT. Le résultat global est une diminution du rapport PC/FE.
Figure img00400001

Again, the results show a lower PCO content than similar control lines, whereas ferulic ester levels are little affected by the COMT activity deficiency. The overall result is a decrease in PC / FE ratio.

Ralph et al. ont démontré à plusieurs reprises qu'une partie de l'acide pcoumarique acyle les unités S des lignines (par RMN et par thioacidolyse) : la baisse en esters PC observée ici va donc de paire avec la baisse des unités S. Ralph et al. have repeatedly shown that a part of the acyl acyl acid acyl units of lignins (by NMR and thioacidolysis): the decline in PC esters observed here goes together with the decline of units S.

Les esters féruliques sont associés aux polysaccharides et peuvent être liés aux lignines par liaisons éthers (Jacquet et al., 1995). La teneur plus faible des maïs transgéniques en lignines limite cet arrimage et rend compte, vraisemblablement, du fait qu'on libère davantage d'acide férulique par hydrolyse alcaline des lignées transgéniques, par rapport au témoin. Ferulic esters are associated with polysaccharides and can be linked to lignins by ether bonds (Jacquet et al., 1995). The lower content of transgenic corn in lignins limits this linkage and is likely to reflect the fact that more ferulic acid is released by alkaline hydrolysis of the transgenic lines compared to the control.

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Claims (31)

REVENDICATIONS 1. Utilisation d'un polynucléotide modulant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs codée par la séquence nucléotidique SEQ ID NI, dans un procédé d'obtention de plants de maïs à caractéristiques de digestibilité améliorées ayant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou ayant une teneur en lignine modifiée restant compatible avec le développement normal de la plante.  1. Use of a polynucleotide modulating corn synthesis of methyltransferase COMT encoded by the nucleotide sequence SEQ ID NI, in a process for obtaining corn plants with improved digestibility characteristics having a ratio between the units S and G lignin modified and / or having a modified lignin content remaining compatible with the normal development of the plant. 2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit polynucléotide est un polynucléotide antisens inhibant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs. 2. Use according to claim 1, characterized in that said polynucleotide is an antisense polynucleotide inhibiting the synthesis of COMT maize methyltransferase. 3. Utilisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le 3. Use according to claim 2, characterized in that the
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polynucléotide antisens comprend la séquence nucléotidique SEQ ID ? 2. antisense polynucleotide comprises the nucleotide sequence SEQ ID? 2.
4. Utilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polynucléotide code la méthyltransférase COMTde maïs, et provoque une production. plus élevée de cette enzyme dans la plante. 4. Use according to claim 1, characterized in that said polynucleotide encodes corn COMT methyltransferase, and causes production. higher of this enzyme in the plant. 5. Utilisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT comprend la séquence nucléotidique SEQ ID Nos. 5. Use according to claim 4, characterized in that the polynucleotide encoding the methyltransferase COMT comprises the nucleotide sequence SEQ ID Nos. 6. Procédé d'obtention de plants de maïs possédant des caractéristiques de digestibilité améliorées, possédant un rapport entre les unités S et G de la lignine modifié et/ou dont la teneur en lignine est modifiée et compatible avec le développement normal de la plante, ledit procédé comportant une étape de transformation d'une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide choisi parmi les polynucléotides suivants : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant la méthyltra n sfé rase COMT de maïs. 6. Process for obtaining corn plants having improved digestibility characteristics, having a ratio between the units S and G of the modified lignin and / or whose lignin content is modified and compatible with the normal development of the plant, said method comprising a step of transforming a maize host cell with a polynucleotide selected from the following polynucleotides: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene encoding corn COMT methyltransferase; b) a polynucleotide encoding COMT maize methyltransferase. <Desc/Clms Page number 47> <Desc / Clms Page number 47> 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) transformer une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement la traduction du gène codant pour la méthyltransférase COMT de maïs. ; b) régénérer une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ;7. Method according to claim 6, characterized in that it comprises the following steps: a) transforming a maize host cell with an antisense polynucleotide specifically inhibiting the translation of the gene coding for corn COMT methyltransferase. ; b) regenerating an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a); 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le polynucléotide antisens comprend la séquence nucléotidique SEQ ID D ? 2. 8. Method according to claim 7, characterized in that the antisense polynucleotide comprises the nucleotide sequence SEQ ID D? 2. 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) transformer une cellule hôte de maïs avec un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) régénérer une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ; 9. Method according to claim 6, characterized in that it comprises the following steps: a) transforming a maize host cell with a polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase; b) regenerating an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a); 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs comprend la séquence nucléotidique SEQ ID N01. 10. Method according to claim 9, characterized in that the polynucleotide encoding corn comT methyltransferase comprises the nucleotide sequence SEQ ID N01. 11. Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape additionnelle suivante : c) sélectionner les plants de maïs ayant intégré dans leur génome au moins une copie du polynucléotide antisens ou au moins une copie du polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs.  11. Method according to one of claims 6 to 10, characterized in that it comprises the following additional step: c) selecting maize plants having integrated in their genome at least one copy of the antisense polynucleotide or at least one copy of the polynucleotide encoding COMT maize methyltransferase. 12. Procédé selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase 12. Method according to one of claims 6 to 11, characterized in that the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding the methyltransferase COMT de maïs est intégré dans une cassette d'expression comprenant une séquence nucleotid'tique régulant l'expression dudit polynucléotide dans les cellules de maïs. COMT corn is integrated into an expression cassette comprising a nucleotide sequence regulating the expression of said polynucleotide in corn cells. <Desc/Clms Page number 48> <Desc / Clms Page number 48> 13. Procédé selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le polynucléotide antisens ou le polynucléotide codant la méthyltransférase COMT de maïs est artificiellement inséré dans une cellule de Agrobacterium 13. Method according to one of claims 6 to 12, characterized in that the antisense polynucleotide or the polynucleotide encoding corn COMT methyltransferase is artificially inserted into an Agrobacterium cell.
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tumefaciens. tumefaciens.
14. Procédé selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu'à l'étape a), la cellule hôte de maïs est aussi transformée avec au moins un second polynucléotide, modulant spécifiquement l'expression d'une enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs. 14. Method according to one of claims 6 to 13, characterized in that in step a), the corn host cell is also transformed with at least one second polynucleotide, specifically modulating the expression of an enzyme involved. in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le second polynucléotide est choisi parmi : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs. 15. Method according to claim 14, characterized in that the second polynucleotide is chosen from: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene coding for the enzyme involved in the lignin biosynthesis pathway, other than the COMT methyltransferase; corn; b) a polynucleotide encoding the enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines code pour une enzyme autre que la méthyltransférase COMT de maïs. 16. The method of claim 15, characterized in that the enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway encodes an enzyme other than corn COMT methyltransferase. 17. Procédé selon l'une des revendications 6 rai 16, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes additionnelles suivantes : d) croisement entre elles de deux plantes transformées telles qu'obtenues à l'étape b) ou à l'étape c) avec un second plant de maïs ; e) sélection des plantes homozygotes pour le transgène ou les transgènes. 17. Method according to one of claims 6 rai 16, characterized in that it comprises the following additional steps: d) crossing between them of two transformed plants as obtained in step b) or step c ) with a second maize plant; e) selection of plants homozygous for the transgene or transgenes. 18. Procédé d'obtention d'une plante transformée selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes additionnelles suivantes : f) croisement d'un plant de maïs transformé obtenu à l'étape c) avec un second plant de maïs ; g) sélection des plante de maïs issus du croisement de l'étape f) et ayant conservé le transgène. 18. Process for obtaining a transformed plant according to one of claims 11 to 16, characterized in that it comprises the following additional steps: f) crossing of a transformed corn plant obtained in step c) with a second maize plant; g) selecting the corn plants resulting from the crossing of step f) and having retained the transgene. <Desc/Clms Page number 49> <Desc / Clms Page number 49> 19. Cellules de maïs susceptibles d'être obtenues par le procédé selon l'une des revendications 6 à 18. 19. Corn cells obtainable by the method according to one of claims 6 to 18. 20. Plant de maïs transformé susceptible d'être obtenu à partir des cellules selon la revendication 19. 20. Processed maize plant obtainable from the cells according to claim 19. 21. Partie d'un plant de maïs transformé selon la revendication 20, notamment, racine, graine, tige, feuille ou fleur. 21. Part of a transformed corn plant according to claim 20, in particular, root, seed, stem, leaf or flower. 22. Construit d'ADN comprenant un polynucléotide modulant la synthèse de la méthyltransférase COMT de maïs, choisi parmi les séquences 22. A DNA construct comprising a polynucleotide modulating the corn COMT methyltransferase synthesis, selected from the sequences
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nucléotidiques SEQ ID N01 ou SEQ ID ? 2 ou un fragment de celles-ci, sous le contrôle de séquences régulatrices liées de façon opérationnelle à la séquence d'ADN devant être transcrite.  nucleotides SEQ ID N01 or SEQ ID? Or a fragment thereof, under the control of regulatory sequences operably linked to the DNA sequence to be transcribed.
23. Construit d'ADN selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend également un second polynucléotide codant pour une enzyme impliquée dans la biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs. 23. DNA construct according to claim 22, characterized in that it also comprises a second polynucleotide encoding an enzyme involved in the biosynthesis of lignins, other than corn COMT methyltransferase. 24. Vecteur d'expression recombinant comprenant un polynucléotide choisi parmi : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant la méthyltransférase COMT de maïs ; b) un polynucléotide codant la methyltransferase COMT ; ledit polynucléotide étant placé sous le contrôle d'une séquence de régulation fonctionnelle chez le maïs. 24. A recombinant expression vector comprising a polynucleotide selected from: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene coding for Corn COMT methyltransferase; b) a polynucleotide encoding methyltransferase COMT; said polynucleotide being under the control of a functional regulatory sequence in maize. 25. Vecteur d'expression recombinant selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend un second polynucléotide, ledit polynucléotide étant choisi parmi : a) un polynucléotide antisens inhibant spécifiquement l'expression du gène codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs ; 25. Recombinant expression vector according to claim 24, characterized in that it comprises a second polynucleotide, said polynucleotide being chosen from: a) an antisense polynucleotide specifically inhibiting the expression of the gene coding for the enzyme involved in the lignin biosynthesis, other than COMT maize methyltransferase; <Desc/Clms Page number 50><Desc / Clms Page number 50> b) un polynucléotide codant l'enzyme impliquée dans la voie de biosynthèse des lignines, autre que la méthyltransférase COMT de maïs.  b) a polynucleotide encoding the enzyme involved in the lignin biosynthetic pathway, other than corn COMT methyltransferase. 26. Cellule hôte de maïs ou une cellule de Agrobacterium tumefaciens transformée avec : a) soit un polynucléotide antisens inhibant la synthèse de la méthyltransfé rase COMT dans une cellule de maïs ; b) soit un polynucléotide codant la méthyltransférase COMT, ledit polynucléotide (a) ou ledit polynucléotide (b) étant préférentiellement placé sous le contrôle d'une séquence régulatrice fonctionnelle dans une cellule de maïs, par exemple dans un vecteur d'expression selon l'une des revendications 24 ou 25. 26. A corn host cell or an Agrobacterium tumefaciens cell transformed with: a) an antisense polynucleotide inhibiting the synthesis of methyltransferase COMT in a corn cell; b) a polynucleotide encoding the COMT methyltransferase, said polynucleotide (a) or said polynucleotide (b) being preferably placed under the control of a functional regulatory sequence in a corn cell, for example in an expression vector according to one of claims 24 or 25. 27. Produit de transformation obtenu à partir d'un plant de maïs transformé selon la revendication 20, d'une partie d'un plant de maïs selon la revendication 21, ou à partir d'une cellule de maïs transformée selon l'un des revendications 19 ou 26, caractérisé en ce qu'il possède des caractéristiques de digestibilité améliorées et qu'il présente un rapport modifié entre les unités S et les unités G de la lignine et une teneur modifiée en lignine. 27. A transformation product obtained from a processed corn plant according to claim 20, a portion of a corn plant according to claim 21, or from a corn cell transformed according to one of claims 19 or 26, characterized in that it has improved digestibility characteristics and that it has a modified ratio between the units S and lignin units G and a modified lignin content. 28. Produit de transformation selon la revendication 27, caractérisé en ce que le rapport entre les unités S et les unités G est inférieur à 40/60. 28. Transformation product according to claim 27, characterized in that the ratio between the units S and the units G is less than 40/60. 29. Produit de transformation selon l'une des revendications 27 et 28, caractérisé en ce qu'il est du fourrage. 29. Transformation product according to one of claims 27 and 28, characterized in that it is fodder. 30. Lignine purifiée obtenue à partir d'un plant de maïs transformé selon la revendication 20, d'une partie d'un plant de maïs selon la revendication 21, ou d'une cellule de maïs selon l'une des revendications 19 ou 26, caractérisée en ce qu'elle présente notamment un rapport modifié entre les unités S et les unités G. 30. Purified lignin obtained from a maize plant processed according to claim 20, a portion of a maize plant according to claim 21, or a maize cell according to one of claims 19 or 26. , characterized in that it presents in particular a modified ratio between the units S and the units G. 31. Lignine purifiée selon la revendication 30, caractérisée en ce que le rapport entre les unités S et les unités G est inférieur à 40/60. 31. purified lignin according to claim 30, characterized in that the ratio between the units S and G units is less than 40/60.
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